MILD（Moderate＆Intense Low Oxygen Dilution）燃烧能显著降低天然气燃烧过程中NO的生成,是近20年来最有潜力的低氮燃烧技术之一,然而目前国内外对甲烷在MILD燃烧方式下NO的生成机理还存在一些争议。针对这一问题,本文采用数值模拟和反应动力学分析相结合的方法,对甲烷MILD燃烧下NO生成路径的现有不同归类及计算方法进行了评估、改进并完善,不仅加深了对甲烷MILD燃烧下NO生成路径及机理的认识,同时在此基础上还提出了进一步降低NO排放的措施。首先,本文基于GRI-2.11机理对现有的三种计算NO路径的方法在甲烷MILD燃烧方式下的表现进行评估,并在现有计算方法的基础上,提出改进方案。结果表明,现有的三种方法均不能全面地描述甲烷在MILD燃烧方式下的NO生成路径;而改进的计算方法既保留了现有算法的优点,又对NO路径的解耦进行了优化,使预测结果的准确度大幅提升。进一步地,结合目前最为详细的NOx化学反应模型（PG2018机理）对上述算法进行了完善,并和GRI-2.11机理的计算结果比较。结果表明,改进的计算方法计算的解耦误差在3%以下;GRI-2.11机理计算的HNO→NH→NH2→NH3路径的反应速率偏大,使得GRI-2.11机理会高估NH3基团的浓度并低估HCN基团的浓度,而PG2018机理对NH3和HCN基团能很好地进行预测。在整个研究工况范围内,PG2018机理下的NNH路径作用可忽略不计,而GRI-2.11机理下的NNH路径仍有10～20%的贡献。最后,提出了采用MILD燃烧与分级燃烧耦合的方式进一步降低NO的排放浓度,并采用改进的计算方法对NO生成路径进行分析。结果表明,空气分级MILD燃烧和燃料分级MILD燃烧下的NO排放浓度分别比未分级时降低了15%和46%,其主要原因均来自于快速型路径的显著抑制。