本发明公开了一种燃煤锅炉掺氨燃烧与降氮调控系统及运行方法，锅炉的燃烧器设置为氨煤混燃燃烧器，若干台纯氨燃烧器并联并与氨气供给装置连接，氨煤混燃燃烧器与氨气供给装置连接；氨水多喷嘴喷枪设置于锅炉炉膛内并与氢氨混合调节装置的出口连接，氨水供给装置、氢气供给装置及压缩空气源的出口与氢氨混合调节装置连接，氨水多喷嘴喷枪的上方设有火焰温度可视化测量装置，整流装置、烟气连续在线监测装置依次设置于锅炉的省煤器下游的水平烟道，火焰温度可视化测量装置、氢氨混合调节装置、烟气连续在线监测装置以及所有流量调节装置均与DCS控制中心连接。本发明能够在实现氨煤在炉内稳定高效燃烧的同时，最大程度提高机组降碳降氮水平。