使用大气式燃烧器直燃工作的燃气锅炉叫做大气式燃气锅炉，其燃烧器类型包括普通燃烧器和水冷燃烧器。
普通燃烧器
普通燃烧器采用水平式结构，喷嘴方向为水平方向。普通燃烧器的单片燃烧器之间的间隙较大，能够进入的二次空气量较多，一次空气与燃气混合燃烧后，未燃尽的燃气通过与火焰周围的二次空气进行混合，最终使得燃气完全燃烧。该模式下燃气燃烧温度较高，根据氮氧化物的生成条件、燃烧温度及烟气组分在火焰中的径向和轴向分布，可知氮氧化物的生成量较高。
试验结果显示，采用普通燃烧器的燃气模块炉氮氧化物排放量一般在120~150 mg/（kW·h）范围。
水冷燃烧器
水冷燃烧器采用直立式结构，喷嘴方向向上，一次空气被吸入并与燃气混合后从下部向上流动，直至火孔被点燃。水冷燃烧器的单片燃烧器与回水管道穿插组合成水冷燃烧器，单片燃烧器之间几乎无间隙。由于其结构具有特殊性，燃烧生成的烟气中氮氧化物含量较低，原因如下：
①水冷燃烧器头部为平板形式，单片燃烧器头部有两排火孔，对称分布在单片燃烧器头部两侧，火孔数量比普通燃烧器多，火孔总面积大，扩大了火焰面积。每排火孔中5～6个火孔为1组，组与组之间的距离与火孔与火孔之间的距离相差不大，火焰面分布比较均匀，不会产生局部高温，从而抑制了氮氧化物的生成。
②水冷燃烧器单片燃烧器之间几乎没有空隙，二次空气量较少，一次空气量较大，燃烧火焰的高温区靠近内锥表面，外焰相对变薄，使得烟气在高温区的停留时间相对缩短，减少了氮氧化物的生成。
③水冷燃烧器中的水冷管路能够使得燃烧器表面对燃气空气混合腔内的混合气的预热作用大大减弱，可以有效地降低火焰温度，从而抑制氮氧化物的生成。
实际测试结果显示，采用水冷燃烧器的燃气模块炉的氮氧化物排放量一般在30 mg/（kW·h）以下。
凯大变频模块炉采用水冷式低氮燃烧器，超低氮排放NOX<30㎎/m³（国家最严标准），可支持24小时在线监测。
