我国以煤炭为主要一次能源，在一次能源中所占比例约为70-80%。煤炭燃烧会引起烟尘、NOx和SO2等许多污染。其中，近70%的NOx是由煤炭燃烧所产生的，35-40%是由燃煤为主的电力生产所产生。为控制氮氧化物排放，我国自21世纪初开始逐步尝试进行火电厂烟气脱硝改造，但在大型机组的烟气脱硝方面尚缺乏足够经验，因此需要通过对脱硝改造方案进行系统的综合研究设计和效益分析，之后方可加以实施。本文主要对XBP电厂两台300MW机组脱硝系统改造工艺的选择以及系统优化方面进行了相关研究，并对脱硝的几个关键问题进行了分析。脱硝系统的研究包括NOx的生成机理、目前火电厂主流的脱硝技术比较以及SCR反应器的布置等。关键问题主要是脱硝工艺的选择、主要设计参数的选取及脱硝所需还原剂的选择等。在实施脱硝的同时，本文还研究了脱硝对原电厂主机和辅机设备的影响并制定了相应消除影响的方案，重点对空预器进行了改造，有效防止了残余的硫酸氢氨和SO3对空预器产生腐蚀的可能，将脱硝所带来的不利影响充分降低。本论文在充分研究了脱硝工艺各环节之后，通过技术和经济性的比较形成了一整套可实施的工程方案，并预期应用于XBP电厂300MW机组烟气脱硝工程中。在保证机组的安全可靠运行的前提下，达到提高脱硝效率、减少了氮氧化物排放、节约投资的目标并获得良好的经济效益和社会效益。