开发利用清洁替代燃料实现能源生产和工业燃烧的去碳化成为近年来国际上最重要的研究热点之一。氨（NH3）作为一种高能量密度的富氢载体以及零碳能源,被寄语为极具吸引力和前途的新型无碳替代燃料。然而NH3燃料的低反应性和高氮氧化物（NOx）排放问题严重制约其大规模工业应用。针对NH3燃烧增强方法与NOx减排机制的研究现状,开展基于燃料预热的NH3/空气燃烧增强方法与排放规律研究。设计搭建由NH3预热装置、非预混燃烧器、烟气采集分析、光偏折层析测温四部分组成的实验系统,开展不同预热温度、不同NH3流量条件下的燃烧及测量实验,获取变工况下的NH3火焰图像,重建燃烧温度分布,测量烟气组分浓度,分析不同预热温度对火焰特征、燃烧温度场以及污染物排放的影响规律。开展同实验工况的NH3/空气燃烧数值模拟,探究预热升温对NH3/空气燃烧速度及关键自由基的影响,分析反应贡献率,探寻预热NH3/空气燃烧反应路径,阐释预热NH3/空气非预混燃烧的增燃减排机制,获取非预混NH3/空气燃烧的最佳效能。实验结果显示:当NH3预热至320℃时,在不同流量下均可生成稳定的纯NH3火焰;随着初温的升高,NH3火焰由淡黄色、橙黄色变化至橘红色,并演变形成复杂的火焰结构;当NH3预热至500℃时,NH3火焰最高温度达到1385℃;随着预热NH3温度的升高,NOx和未燃NH3的排放浓度显著降低。化学动力学计算与燃烧反应路径分析揭示了预热NH3/空气燃烧增燃减排的机理:预热升温提高了NH3燃烧的层流燃烧速度,促进了燃烧域关键自由基（O/H/OH）的生成,NO的还原反应随着预热温度升高得到了加强。研究结果推动NH3燃料高效清洁应用基础科学问题的解决,助益于新型燃烧技术研发和大气污染物减排。