本发明涉及燃气锅炉技术领域的一种燃气锅炉低氮燃烧工艺,燃气锅炉包括燃烧室和尾部烟道，在燃烧室内采用分区燃烧，形成底部的贫氧燃烧区和中上部的富氧燃烧区；在尾部烟道内设置可隔离的无氨脱硝区，在贫氧燃烧区设置低氮燃烧器，在富氧燃烧区设置多层侧燃烧器和分级送风口，形成不同热流密度的分级燃烧状态，将尾部烟道内的高温烟气通过强制烟气再循环管路回流进燃烧室内，减小燃烧热流密度，降低燃烧室内燃烧均值温度，在无氨脱硝区内设置有无氨脱硝催化剂，并在无氨脱硝催化剂上方设置甲烷喷淋格栅，甲烷喷淋格栅与尾部烟道外的甲烷供给系统相连接。本发明可实现低氮燃烧和无氨脱硝，有利于降低燃气锅炉的脱硝成本，并避免氨污染问题。