我国的NOX排放量仅次于美国，其中近70%来自于煤炭的直接燃烧，我国以燃煤为主的电力生产所造成的环境污染是电力工业发展的一个制约因素。鉴于我国的能源消耗量今后将随经济的发展不断增长，NOX排放量也将持续增加，所以NOX的控制将成为继粉尘和SOX之后燃煤电站环保治理的重点。但随着脱硝系统的增加也应充分考虑到对机组其他系统及设备的影响。
就目前广泛使用的SCR（选择性催化还原）脱硝工艺来说，其系统产生的硫酸氢铵易粘附在空气预热器的换热元件表面上，加剧了换热元件的腐蚀和堵灰，这会影响空气预热器的阻力，并对空气预热器的抗腐蚀性能和清洗能力提出了新的要求。
一、火力发电厂脱硝改造背景
对于燃煤电站NOX排放控制的措施主要有三种方法：①燃料脱硝；②改进燃烧方式和生产工艺，在燃烧中脱硝；③烟气脱硝，即燃烧后的NOX控制技术。就目前我国资源结构和能源政策的现状来说，使用低氮燃料这一措施难以实现，也未见有实施业绩的报道或说明。低NOX燃烧技术工艺成熟，投资与运行费用较低，已在火电厂的NOX排放控制中得到了较多应用，但随着环保要求的进一步提高，仅靠低NOX燃烧技术很难满足排放标准，还需要考虑安装燃烧后NOX的脱除装置技术，才能满足环保排放的要求。
燃烧后对NOX排放量的控制技术主要指烟气脱硝净化技术，即把已生成的NOX还原为N2从而脱除烟气中的NOX，按工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。有工业业绩的脱硝技术主要包括：酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法、非选择性催化还原法、吸附法、等离子体活化法等。
在众多脱硝工艺方法中，采用液氨为吸收剂的典型SCR工艺方法是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。该法的优点是：由于使用了催化剂，反应温度较低；净化率高，可达85%以上；工艺设备紧凑，运行可靠；还原后的N2放空，无二次污染。但也存在一些明显的缺点，例如系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2、SO3作用，生成易腐蚀和堵塞设备的硫酸氢铵。
二、SCR脱硝系统对空预器的影响
为更好地控制氮氧化物的排放，增设SCR脱硝装置已成为很多电厂的首选。SCR脱硝工艺是采用氨作为还原剂。在一定温度下将氨注入烟气，在特定催化剂的作用下，氨同烟气中的氮氧化物进行反应，形成氮气和水。
脱硝装置的同步建设或预留，对锅炉以及辅机的设计提出了新的要求，以下简单叙述了SCR脱硝装置对空气预热器所产生的影响。
（1）烟气中由SO2向SO3的转化率增加，即烟气中的SO3量增加，烟气酸露点温度增加，由此加剧空气预热器的酸腐蚀和堵灰。选择催化剂时，应注意SO2向SO3的转化率，一般情况下应控制在1％以下。如转化率过高，对空气预热器的腐蚀将会急速加剧。如催化剂的还原效率很高，虽然可以采用较少的催化剂用量，但SO2向SO3的转化率也会较高。
（2）SCR脱硝或 SNCR 脱硝系统中的逸出氨（NH3）与烟气中的SO3和水蒸汽生成硫酸氢铵（Ammonium Bisulphate － ABS）凝结物，呈中度酸性，且在空气预热器的中低温段时具有很大的粘性，易粘附在空气预热器冷端的换热元件表面上，加剧了换热元件的腐蚀和堵灰。这会影响空气预热器的阻力，并对空气预热器换热元件的抗腐蚀性能和清洗能力提出了新的要求。
（3）锅炉增加SCR脱硝系统后，烟气侧阻力相应增加约1000Pa左右，使流经空预器的烟气负压变大，造成空预器的漏风率升高，故空预器的密封系统也应相应改造，以降低漏风率。SCR空气预热器的密封系统应可靠、稳定，而且无需复杂的控制装置，以免在长期运行后控制装置失控，致使空气预热器的漏风率增加，影响锅炉的正常运行。
（4）由于SCR空气预热器热端压差的增加，空气预热器主要结构件的强度和刚度须在设计中予以核算必要时需加强。
（5）要控制NH3的逸出量控制，一般情况下应控制在3ppmV 以下。如果NH3的逸出量增加，可预见的硫酸氢铵堵灰也会非常严重。
（6）设置SCR脱硝系统后，烟气中由SO2向SO3的转化率增加，系统中逃逸出的NH3与SO3反应形成硫酸氢铵，硫酸氢铵在一定的温度段内会形成凝结物，呈中度酸性且具有很大的粘性，易粘附在空气预热器的换热元件表面上，加剧换热元件的腐蚀和堵灰，而这一温度段正好在空气预热器的中低温段。
三、空预器冷端换热元件改造
通过分析SCR脱硝系统对空预器冷端换热元件的严重影响，在机组加装SCR脱硝系统的同时也应对空气预热器冷端换热元件进行改造，空气预热器冷端换热元件的选用应综合考虑燃煤含硫量、灰硫比、SCR中SO2向SO3的转化率等因素，以防SCR空气预热器换热元件发生腐蚀和堵灰。冷端换热元件应选择大通道镀搪瓷元件，用以防止腐蚀、堵灰以及易于冲洗，并且要求镀搪厚度均匀、表面光洁度好、边缘包裹好、搪瓷附着力高、元件柔韧性好、单位面积气孔率低、强耐腐蚀、寿命长。
（1）镀搪瓷工艺方法的选择
镀搪瓷方法和工艺的选择对获得优良的压制韧性和抗腐性能较高的镀搪瓷换热元件至关重要。目前镀搪瓷工艺主要有“干法静电喷涂”、“湿法静电喷涂”以及“湿法浸涂”三种。根据镀搪瓷换热元件的特点以及应用的场合，高质量的搪瓷镀层应具有卓越的耐腐蚀能力、优良的与金属基材的密着力、高强的耐机械和热冲击能力、耐气流冲刷和磨损能力，以及光滑而均质的搪瓷表面。
基材钢板应选用制作精良的进口脱碳钢，用以降低单位面积的气孔率，提高镀搪瓷使用寿命。钢板在镀搪瓷前还必须经过碱洗、酸洗、漂洗等工序，确保基材的质量，为强化搪瓷和钢板的结合力还应对基材表面进行镀镍处理。“湿法浸涂”工艺，由于没有静电吸附过程，又由于重力作用（釉面会有垂挂现象），其产品的附着力、厚度均匀性、表面光洁度、气孔率、边缘包裹率等都远远达不到“静电喷涂”工艺生产的水平。因此建议在镀搪瓷工艺选用上使用“干法静电喷涂”或“湿法静电喷涂”。
（2）换热元件波形的选择
以往电厂在空预器冷端换热元件的波形选用上与高中温段没有进行区别对待，通常为提高换热效率都是使用紧凑型波纹板的受热面，但冷端换热元件由于风压降低、冷端易产生凝结堵塞等原因，若使用紧凑型波纹板一是堵塞物易于附着、二是一旦附着，就很难清除（存在吹扫盲点），即使反复使用高压水清洗，也很难清洗干净，这就使得元件的换热面积减少了，反而降低了空预器的换热效率。严重的还会反复出现堵塞、压降增加等运行障碍，电厂要加大风机输出功率、增加高压水清洗次数等，增加了机组的运行费用，更严重的甚至会因此导致机组无法达到正常出力。
在机组进行SCR脱硝改造后，在空预器冷端会产生易粘附在空气预热器的换热元件表面上的硫酸氢铵，从而加剧换热元件的堵灰。因此建议在冷端换热元件的波纹选型上多考虑斜向少、阻力小的大通道波形，这样在烟气流通方向上是直通的，没有小的波纹，消除了斜向气流使得通道均匀、规整，气流分布匀称。其特点为烟气流通截面大，波型平滑，在换热器运行中硫酸氢铵、灰尘、煤渣等不易附着，吹灰蒸汽和高压水穿透能力强，更易清洗，无任何易引起污垢堆积的“收缩点”或局部小的间隙，因而换热面不易堵塞，长期运行后压力损失不会上升，有效降低了三大风机的电耗。