本实用新型涉及天然气锅炉减排技术领域，特别涉及一种天然气锅炉低氮燃烧系统，包括锅炉、连通管和尾气处理箱，连通管的两端分别与锅炉的排烟端和尾气处理箱的进气端相连通，锅炉的内部下端开设有燃烧室，且锅炉的一侧固定安装有进气管，燃烧室的内部转动安装有表面燃烧器，进气管与表面燃烧器相连通，尾气处理箱的内部上端固定安装有过滤板，通过采用表面燃烧器和火焰分散盘，对火焰进行分割，使得火焰长度一般在15cm,大大缩短了火焰区氮氧化物与空气反应时间,从而有效抑制了氮氧化物的形成，且提高了辐射效率，延长了延期停留的时间，降低了排烟温度，且通过过滤板和喷淋盘，对燃烧后的烟气进一步进行处理，降低氮氧化物的排放，便于使用。