不論是SCR還是SNCR脫硝方式，都是向煙氣中噴入氨水、液氨、尿素等產(chǎn)生氨氣的物質(zhì)，依靠NH3和煙氣中的NOx反應(yīng)，將其還原為氮氣。

但是，使NH3完全反應(yīng)掉是很難的。殘余的氨氣成分會和煙氣中的SO3和水蒸汽反應(yīng)，會生成硫酸銨和硫酸氫氨

硫銨〔(NH4)2SO4〕在預熱器段煙氣溫度范圍內(nèi)(450℃以下)為固體粉末狀，而且要在氨氣殘余成分很高時(一般NH3達數(shù)十個ppm體積濃度時)才大量生成，生成的量很微少，包容在灰中，對預熱器幾乎沒有影響。

硫酸氫銨(NH4HSO4)在所有氨氣成分的燃煤鍋爐煙氣中均存在，硫酸氫銨從氣態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的溫區(qū)正好處在流經(jīng)預熱器部分的煙氣溫區(qū)。

所以在機組增加脫銷設(shè)備后，必須同步的對預熱器進行改造，采用高冷端的鍍搪瓷傳熱元件，并增加雙介質(zhì)的吹灰系統(tǒng)。

在預熱器進行改造后對鍋爐的性能有如下影響：

1.煙氣溫度的影響

在機組運行脫銷系統(tǒng)以后，SCR催化劑提高了SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率，因而預熱器冷端腐蝕有所加劇。為保護預熱器后面的設(shè)備(如靜電除塵器、煙道等)，適當提高鍋爐排煙溫度有利于保護這些設(shè)備，在煙氣中，由于氨氣含量很低，煙氣成分變化不大，在省煤器出口煙氣溫度變化不大時，預熱器通過追加熱端換熱面，排煙溫度一般不受影響。但如果冷段堵塞未及時清理，會使排煙溫度有所上升，但不足以會危及鍋爐安全運行。

在鍋爐低負荷工況時，煙氣溫度降低，氨氣逃逸率上升，導致硫酸氫銨沉積帶向預熱器熱端漂移，可能會引起預熱器熱端堵塞。故我們一般只計算低負荷及最惡劣工況金屬溫度場，如此工況滿足其余工況必然滿足。

2.壓差阻力的影響

由于傳熱元件總高增加，預熱器煙空氣阻力通常增加150-200Pa，但如果冷段堵灰，阻力上升較明顯。通常在氨氣濃度1ppm以下時，硫酸氫銨生成量很少，故預熱器堵塞現(xiàn)象不明顯，如NH3逃逸增加到2ppm，日本AKK的測試表明，預熱器在運行6個月，阻力約增加30%，如NH3逃逸增加到3ppm，預熱器在運行6個月，阻力約增加50%。這對風機的影響較大。

3.對預熱器漏風的影響

SCR的使用通常使預熱器煙氣側(cè)負壓增加1Kpa左右。如使用換熱系數(shù)不高的傳熱元件作為冷端元件，為達到同常規(guī)預熱器相近的排煙溫度，需增加預熱器換熱元件總高，這一般會使預熱器煙空氣阻力略有上升。預熱器煙空氣壓力差增加不可避免地造成預熱器漏風率上升，通常對30萬等級鍋爐預熱器，計算表明，漏風率增加量為0.5-0.8%;對60-70萬等級鍋爐預熱器，漏風率增加量為0.4-0.6%，由于目前預熱器均采用完善的雙道密封系統(tǒng)，煙空氣壓差的影響較早期的單道密封預熱器為小，預熱器漏風率總體上來講上升輕微。

4.煙氣灰分的影響

煙氣中灰分很少時，硫酸氫銨在液相區(qū)以液滴形式存在，當燃料灰份/硫份比值小于7時，灰分只能吸附部分硫酸氫銨液滴，但灰粒的黏性非常大，和部分純硫酸氫銨液滴一起吸附到換熱元件表面上;當燃料灰份/硫份比值大于7時，煙氣中灰塵在均勻彌散分布時，幾乎可以吸附所有硫酸氫銨液滴，此時灰分的黏性也遠比無硫酸氫銨液滴時為大。

一般在燃料成分滿足灰份/硫份比值大于7時，預熱器冷端傳熱元件入口設(shè)防溫度可以適當降低，幅度通常是22℃(40F)。

脫硝裝置(SCR或SNCR)布置在預熱器前部煙道中時，如燃多灰燃料(如煤)，稱之為高塵布置。脫硝裝置布置在除塵器以后煙道中或在不滿足灰份/硫份比值大于7的煙道中(即使在預熱器前部)都稱為低塵布置。

5.對預熱器腐蝕的影響

灰分高并不總是意味著預熱器的工況變得安全了。保證殘余NH3在煙氣中均勻分布也非常重要，對氨氣噴入、反應(yīng)和離開脫硝裝置后的分布均勻性要進行良好控制，避免出現(xiàn)局部過高濃度區(qū)。為保證煙氣成分均勻，煙道中采用導流設(shè)備是很有必要的。

目前SCR系統(tǒng)所用催化介質(zhì)最常見的是氧化鈦和氧化釩，能使脫硝效率大大提高，但是，部分SO2也同時受其催化轉(zhuǎn)變成SO3，國外紀錄到的在SCR催化劑使用壽命內(nèi)的平均數(shù)據(jù)是約增加了2-3%的轉(zhuǎn)化率。對原先常規(guī)預熱器設(shè)計時，對一些低硫煤(折算硫分在1.5%以下)，冷端傳熱元件設(shè)計僅考慮采用普通耐腐蝕材料(通常是Corten鋼)，轉(zhuǎn)化率增加后，將會縮短預熱器冷段換熱元件使用壽命。

對130℃左右排煙溫度的設(shè)計，常規(guī)預熱器冷端腐蝕區(qū)僅在冷端100-200mm范圍內(nèi)，在增加了SO3轉(zhuǎn)化率后，硫酸露點通常上升5-10℃，預熱器冷端受硫酸腐蝕區(qū)將上升到250-450mm，原先普通預熱器設(shè)定的冷段300mm高度就顯得不夠了。因此，預熱器轉(zhuǎn)子的一些冷端構(gòu)件和密封構(gòu)件(在硫酸腐蝕區(qū)工作)，必須使用如考登鋼、NS1之類的材料，傳熱元件本身，應(yīng)盡量使用搪瓷表面。

硫酸氫銨本身的腐蝕性較硫酸為弱。從國外的使用情況來看，腐蝕也表現(xiàn)為電化學反應(yīng)，由于其較牢固的粘在元件表面，表現(xiàn)為點狀腐蝕，分布在從預熱器冷端向上600mm-900mm的范圍內(nèi)(隨預熱器工作溫度情況而變化)。

6.SCR催化劑不同投運階段對預熱器影響分析

SCR催化劑目前各供應(yīng)商的保證壽命一般為3年左右，但是在SCR投用的開始階段，由于催化介質(zhì)活性好，氨氣逃逸率可以控制得較低(<2ppm)在良好的完成脫硝任務(wù)的同時，對提高SO2轉(zhuǎn)化率的負面影響也較大(最高紀錄值是7.7%)。此時預熱器運行面臨的主要任務(wù)是控制冷端硫酸腐蝕。

在催化劑使用15,000-20,000小時后，活性通常降低三分之一左右，此時如追求高的NOx控制水平，只有增加氨氣注入量，從而帶來較高的氨氣逃逸水平，通常能到5ppm以上，從而生成大量的硫酸氫銨。

通常采用預留催化劑將來層的做法控制氨氣逃逸率。在SCR初投用階段，投用2層催化劑(也有用3層的)，到使用兩年后，增加一層新催化劑(共3層或4層同時工作)，到使用3年后，更換已到工作壽命的催化劑。這樣能始終將氨氣逃逸率水平控制在3ppm以下。

而對SNCR，由于反應(yīng)效率過低(不到50%)，在整個脫硝過程中氨氣逃逸率都很高(達50-200ppm以上)，對預熱器堵灰影響極大，故鍋爐系統(tǒng)應(yīng)盡量避免使用SNCR脫硝方式。

7.投用SCR以后對預熱器運行維護的影響

由序6的分析可以得出，隨著脫銷設(shè)備運行的時間越來越長，氨氣的逃逸率會越來越大，勢必會引起硫酸氫氨的凝結(jié)加重，除了在元件選擇上采用高冷端的鍍搪瓷傳熱元件，加強吹灰也是保持預熱器正常運行的一個必要手段，一種錯誤的想法是通過提高吹灰壓力和吹灰頻次來解決積灰問題。由于過高吹灰蒸汽壓力(2Mpa以上)可能使元件開裂，撕裂后的元件彎曲變形，碎片堵塞通道，使得后繼的吹灰效果完全喪失，這種方法是完全不可取的。

目前普遍采用的清洗方式是使用雙介質(zhì)(蒸汽和高壓水)吹灰器(半伸縮或全伸縮)，通常冷端和熱端各布置一臺。正常使用時，用蒸汽吹灰，清除位于傳熱元件上下端面的積灰。在預熱器阻力上升50-60%時，用高壓水沖洗。

高壓水沖洗在預熱器單臺隔離狀態(tài)下可以使用，但僅限于冷端，熱端高壓水沖洗僅用于在熱段層內(nèi)出現(xiàn)水泥樣堵灰物時使用，熱態(tài)使用水沖洗，不論是高壓還是低壓水，都會對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，甚至使轉(zhuǎn)子出現(xiàn)嚴重不可恢復變形，必須慎重進行。

高壓水沖洗的噴嘴是精心選擇的。一般使用小口徑(1.5mm左右，水壓10-20Mpa)，數(shù)個噴嘴集中布置以提高清洗效果。但一次沖洗耗時較長，完全伸縮式需20小時左右(60萬機組)，半伸縮型時間可以減半當必須進行冷端在線水沖洗時，必須確保預熱器完全隔離。在轉(zhuǎn)子金屬溫度冷卻到120℃以下時進行。因為即使用冷端水沖洗，高壓水一般能貫穿整個轉(zhuǎn)子而到達預熱器上方。由于預熱器在隔離階段冷卻較慢，煙氣側(cè)很難完全隔開(擋板并不能做到100%隔離)，一種行之有效的做法是設(shè)立煙氣出口空氣旁路，連通冷二次風道和預熱器出口煙道，低負荷運行送風機，從而保證預熱器轉(zhuǎn)子迅速冷卻(一般2-3小時左右)。

更簡單的做法是打開預熱器煙氣側(cè)檢修門，使預熱器煙氣側(cè)壓力大于隔離擋板前部煙道，從而阻止煙氣在清洗階段通過預熱器轉(zhuǎn)子。清洗時，被隔離預熱器的送風機應(yīng)打開，以保證吹干轉(zhuǎn)子和維持預熱器煙氣側(cè)壓力高于擋板另一側(cè)。清洗完畢后應(yīng)繼續(xù)用送風吹干轉(zhuǎn)子。

由于日本鍋爐機組通常使用灰分較低的燃料，硫酸氫銨被灰分吸附不充分，表現(xiàn)為清洗間隔較短;德國機組用煤灰分較高，清洗間隔相對較長。但是，氨氣逃逸率從2ppm上升到3ppm，不論灰分高低，都會使清洗間隔明顯縮短。近年來，日本和歐洲均提出將氨氣逃逸率水平控制在2ppm以下，這無疑將對預熱器的清洗要求大大降低。如清洗間隔能控制在10個月以上，預熱器清洗可以納入正常的年度停機檢修中。