SCHENK&AUTO失重秤在锅炉脱硝上的应用
2026-02-22 14:15:39
周海东
随着《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）及地方环保管控要求的持续收紧，火力发电、工业锅炉、垃圾焚烧等领域的烟气氮氧化物（NOx）减排压力持续增大，脱硝系统的运行稳定性、投加精准度直接决定企业能否实现长期合规排放。SCHENK&AUTO（申克）失重秤凭借其高精度计量特性、强工况适配能力及智能化集成优势，成为锅炉脱硝系统中粉体脱硝剂（尿素粉、活性炭、消石灰等）定量给料的核心关键设备，可有效解决传统给料设备计量偏差大、工况适应性弱、运维成本偏高的行业痛点，助力企业实现高效脱硝、节能降耗与合规排放的多重目标。本文结合锅炉脱硝工艺核心需求，详细阐述SCHENK&AUTO失重秤的工作原理、核心技术优势、现场应用实操要点及行业应用价值，为相关企业设备选型、工艺优化及高效运维提供专业技术参考。
一、锅炉脱硝工艺核心需求与给料设备技术痛点
当前工业锅炉脱硝主流工艺以选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）为主，其中SCR工艺因脱硝效率高（可达85%以上）、适应负荷范围广，广泛应用于大型火力发电机组及工业锅炉脱硝系统；SNCR工艺因投资成本低、改造难度小，多用于中小型锅炉及低热值燃料锅炉。两种工艺的核心逻辑均为通过精准投加脱硝剂，与烟气中的NOx在特定温度、催化条件下发生还原反应，将其转化为无害的N₂和H₂O，从而实现烟气达标排放，其中脱硝剂投加精度、稳定性及连续性，是决定脱硝效率、运行成本及二次污染风险的核心环节。
传统锅炉脱硝系统多采用螺旋给料机、振动给料机等设备实现脱硝剂定量给料，受设备结构及工艺特性限制，存在诸多技术痛点，难以满足严苛脱硝要求：一是计量精度不足，受物料流动性、设备振动、物料架桥等因素影响，给料误差普遍在±2%以上，易导致脱硝剂过量投加（增加耗材成本及铵盐逃逸风险）或投加不足（无法满足NOx排放限值，面临环保处罚）；二是工况适应性差，锅炉脱硝现场普遍存在高温（环境温度可达80℃以上，烟道附近瞬时温度可达300℃）、高尘（粉尘浓度可达100g/Nm³）、强振动及腐蚀性气体（如SO₂、HCl）等极端工况，传统设备密封性能较差、抗干扰能力弱，易出现物料结块、设备磨损、称重信号漂移等问题，导致频繁停机维护，影响脱硝系统连续稳定运行；三是智能化水平偏低，无法实现给料流量、累计消耗量等数据的实时采集、远程调控及故障预警，难以融入企业DCS/PLC自动化管控体系，运维人力成本偏高；四是物料适配性不足，针对脱硝常用的细粉体物料（如尿素粉粒径≤180μm、消石灰比表面积≥20m²/g），易出现料仓架桥、管壁粘壁、漏料等现象，进一步影响给料稳定性与计量精度。
针对上述行业痛点，SCHENK&AUTO失重秤依托“静态称量、动态控制”的核心技术，结合脱硝工艺实际需求优化设计，成为锅炉脱硝系统定量给料的优选设备，可完美适配SCR/SNCR工艺对脱硝剂投加精度、稳定性及工况适应性的核心要求，有效弥补传统给料设备的技术短板。
二、SCHENK&AUTO失重秤核心工作原理与技术特性
SCHENK&AUTO失重秤（又称减量式定量给料秤）是一种基于“减量法”的高精度动态计量设备，核心原理是通过高精度称重传感器实时采集计量斗内物料的重量变化速率，经智能控制系统核算物料瞬时流量，再通过闭环PID调节给料机构转速，实现脱硝剂的精准定量给料，其核心工作流程分为失重计量与自动补料两个阶段，兼顾计量精度与连续给料需求，具体如下：
1.失重计量阶段：计量斗与进料装置、出料装置通过柔性密封连接，彻底隔绝外部应力（如设备振动、物料冲击）对称重精度的影响，高精度数字式称重传感器实时采集计量斗内物料的重量数据，采样频率可达10Hz以上。当物料处于连续出料状态时，控制系统通过单位时间内物料的重量减少量（Δm/Δt），精准核算瞬时给料流量，并与设定流量进行实时比对，通过变频调节给料电机转速，确保实际给料流量与设定值的偏差控制在允许范围内。此阶段采用静态称量模式，有效规避动态给料过程中的计量误差，计量精度可稳定达到±0.1%~±0.5%，远超锅炉脱硝工艺对给料精度的要求（通常为±1%以内）。
2.补料阶段：当计量斗内物料重量降至预设低料位阈值时，控制系统自动开启补料阀，通过进料装置向计量斗内快速补充物料，补料过程中采用体积法给料，确保出料装置以恒定速率持续出料，避免给料中断影响脱硝系统运行。当物料补至预设高料位阈值时，补料阀自动关闭，设备重新进入失重计量阶段，通过“失重计量-自动补料”的循环运行模式，实现脱硝剂的连续、精准定量给料。
此外，SCHENK&AUTO失重秤具备优异的技术特性，可充分适配锅炉脱硝严苛工况：一是搭载先进的信号处理模块，内置温度补偿、振动滤波及零点自动校准算法，可有效抵消现场高温、振动等干扰因素，确保称重数据的稳定性与准确性；二是支持PROFINET、Modbus TCP/RTU等主流工业通信协议，可无缝接入企业DCS、PLC及MES系统，实现给料流量、累计消耗量、设备运行状态等数据的实时上传、远程调控与历史数据追溯；三是采用模块化结构设计，可根据脱硝剂特性（流动性、腐蚀性、粒径）优化配置搅拌装置、防架桥结构及防腐材质，进一步提升设备的物料适配性。
三、SCHENK&AUTO失重秤在锅炉脱硝中的核心技术优势
相较于传统给料设备，SCHENK&AUTO失重秤针对锅炉脱硝工艺的严苛要求，在计量精度、工况适应性、智能化水平及运行稳定性等方面形成显著技术优势，可有效提升脱硝系统运行效率、降低运行成本，具体如下：
（一）计量精度高，实现精准脱硝与节能降耗双重目标
SCHENK&AUTO失重秤采用高精度数字式称重传感器与先进的信号处理技术，计量精度可稳定控制在±0.1%~±0.5%，结合闭环PID调节系统，可实现脱硝剂投加量的精准控制，有效解决传统设备计量偏差大的痛点。精准的脱硝剂投加可实现两大核心价值：一是避免脱硝剂过量投加，减少尿素、活性炭等耗材的浪费，据工业现场实际应用数据显示，采用SCHENK&AUTO失重秤后，脱硝剂消耗可降低3%~8%，大幅降低企业运行成本；二是避免脱硝剂投加不足，确保NOx排放浓度稳定控制在国家及地方排放标准以下（如火力发电锅炉NOx排放限值≤50mg/Nm³），杜绝环保处罚风险。同时，精准的给料控制可有效控制铵盐逃逸浓度（通常≤3ppm），减少锅炉受热面结渣、腐蚀及空预器堵塞的风险，延长锅炉及脱硝系统的使用寿命。
（二）工况适应性强，适配锅炉脱硝极端运行环境
针对锅炉脱硝现场高温、高尘、强振动、腐蚀性的极端工况，SCHENK&AUTO失重秤通过特殊结构设计与优质材质选型，具备超强的环境耐受性：设备外壳采用高强度合金材料，密封等级可达IP67，可有效防止粉尘、水汽及腐蚀性气体进入设备内部，避免称重传感器、控制模块等核心部件损坏；针对高温场景，优化设计散热结构，部分耐高温型号可短期耐受800℃瞬时高温，适配锅炉烟道附近的安装需求；机身采用减震缓冲结构，搭配内置的振动滤波算法，可有效抵消锅炉运行产生的振动干扰（振动频率≤50Hz），确保称重数据稳定，避免信号漂移；设备接触物料的部件（计量斗、给料螺旋、搅拌装置）采用304或316L不锈钢材质，部分型号可采用防腐涂层处理，适配消石灰、氨水等腐蚀性脱硝剂的给料需求。此外，设备进料口、出料口采用优化设计，搭配内置的垂直搅拌与水平防架桥装置，可有效防止脱硝粉体物料结块、架桥、粘壁，确保物料输送顺畅，减少设备堵塞故障，保障给料连续性。
（三）智能化程度高，提升管控效率与运维便捷性
SCHENK&AUTO失重秤搭载一体化智能控制系统，具备完善的自动化控制、数据采集与故障诊断功能，可实现脱硝剂给料全流程无人值守运行：一是具备自动补料、自动零点校准、自动量程校准功能，减少人工操作干预；二是内置完善的故障报警系统，当设备出现料位过低、物料堵塞、传感器故障、电机异常等问题时，可及时发出声光报警，并将故障代码、故障位置等信息上传至中控系统，便于运维人员快速排查处理，减少停机时间，提升系统可用性；三是支持实时采集给料流量、累计给料量、计量斗重量等关键数据，可同步传输至ERP、MES等工业管理系统，实现脱硝剂消耗统计、成本核算与全流程数据追溯，助力企业实现脱硝系统的精细化管控；四是部分高端型号搭载智能诊断与远程运维模块，运维人员可通过电脑、手机终端远程查看设备运行状态、调节运行参数、排查常见故障，大幅降低运维人力成本，提升运维效率。
（四）运行稳定性强，使用寿命长，适配长期连续运行需求
SCHENK&AUTO失重秤采用成熟的结构设计与严格的质量管控体系，核心部件（称重传感器、变频电机、控制模块）均经过严格的性能测试，过载承受能力达额定载荷的150%，抗干扰能力强，在电压波动（±10%）、环境温湿度变化（温度-20℃~80℃，湿度≤95%RH）等情况下，仍能保持稳定的给料精度与运行状态。设备结构设计简洁，易损件（如密封件、搅拌叶片）数量少，且易损件更换便捷，可大幅减少维护频次与维护成本；同时，设备具备良好的耐磨性能，针对粉体物料输送的磨损问题，给料螺旋采用耐磨涂层处理，使用寿命较普通设备延长30%以上，可适配锅炉24小时连续运行的需求，确保脱硝系统稳定可靠，避免因设备故障导致的烟气排放超标。
四、SCHENK&AUTO失重秤在锅炉脱硝中的应用实操要点
为充分发挥SCHENK&AUTO失重秤的技术优势，确保其与锅炉脱硝系统高效适配，实现精准、稳定给料，需重点关注设备选型、安装调试、日常运维三个核心环节，规范操作流程，具体实操要点如下：
（一）科学选型，适配脱硝工艺实际需求
选型需结合锅炉脱硝工艺类型（SCR/SNCR）、脱硝剂特性、给料流量范围、安装空间及自动化管控需求综合考量，确保设备性能与工艺需求精准匹配：一是根据脱硝剂特性选型，对于流动性较差、易结块的粉体（如消石灰、活性炭），需选择配备双轴搅拌装置与防架桥结构的型号；对于腐蚀性较强的物料（如氨水、碱式脱硝剂），需选择加强型防腐材质（316L不锈钢、防腐涂层）；对于细粉体物料（如尿素粉），需选择优化型给料螺旋，减少物料粘壁与漏料；二是根据给料流量选型，结合锅炉额定负荷、NOx产生量及脱硝效率，核算所需脱硝剂给料流量，确保设备额定给料流量覆盖工艺需求，并预留10%~20%的余量，避免“大马拉小车”或“小马拉大车”，确保低流量工况下的计量精度；三是根据安装环境选型，高温、高尘场景选择耐高温、高防护等级（IP67及以上）的型号，振动剧烈场景选择带减震结构的型号；四是根据智能化需求选型，需接入企业DCS系统的，选择支持对应工业通信协议的型号，需远程运维的，选择搭载远程监控与故障诊断模块的型号。
（二）规范安装调试，保障设备运行精度与稳定性
安装调试的规范性直接影响SCHENK&AUTO失重秤的计量精度与运行稳定性，需严格遵循设备安装手册与脱硝工艺要求，重点关注以下事项：一是安装位置选择，需远离锅炉振动源、高温辐射区及粉尘集中区域，避免外部干扰；计量斗与进料仓、出料装置的连接需采用柔性密封连接（如硅胶软接头），确保称重传感器不受外部应力影响，设备安装水平度偏差需控制在0.1mm/m以内；二是调试阶段，需进行零点校准、量程校准与线性校准，结合实际脱硝剂的堆积密度、流动性，优化给料速度、补料周期、PID调节参数等，确保给料精度达到工艺要求（±1%以内）；三是负荷调试，模拟锅炉不同负荷（30%~100%额定负荷）下的脱硝剂需求，测试设备的响应速度与稳定性，确保设备在负荷波动时，能够快速调整给料流量，精准匹配脱硝需求；四是联动调试，与脱硝系统、DCS中控系统进行联动测试，确保数据传输顺畅、远程调控有效，故障报警准确。
（三）精细化日常运维，延长设备使用寿命、保障稳定运行
日常运维需遵循“定期检查、及时维护、精准校准”的原则，建立完善的运维台账，具体措施如下：一是每日巡检，检查设备运行状态（给料流量、计量斗料位、电机转速），清理设备表面及进料口、出料口的粉尘，避免物料堆积、堵塞；检查密封件的密封性能，及时更换损坏的密封件，防止粉尘、水汽进入设备内部；二是定期检查，每周检查称重传感器、给料螺旋、搅拌装置等核心部件，查看是否存在磨损、松动、损坏等情况，及时更换易损件；每月检查设备的电气线路、通信线路，确保连接顺畅，无松动、老化现象；三是定期校准，每月进行一次零点校准，每季度进行一次量程校准与线性校准，每年进行一次全面校准，确保计量精度稳定；校准过程中需采用标准砝码，严格遵循校准流程，做好校准记录；四是物料清理，定期清理计量斗内的残留物料，避免物料结块、粘壁，影响称重精度与给料顺畅性；对于易吸潮的脱硝剂（如尿素粉），需做好防潮措施，避免物料吸潮结块；五是运维记录，详细记录设备运行数据、故障情况、维护内容、校准结果等，便于后续追溯与工艺优化，为设备故障诊断与性能提升提供数据支撑。
五、SCHENK&AUTO失重秤在锅炉脱硝中的应用案例与行业价值
（一）典型应用案例
某大型火力发电厂3×600MW机组，采用SCR脱硝工艺，设计脱硝效率≥90%，NOx排放限值≤30mg/Nm³，脱硝剂采用尿素粉（粒径120~180μm，堆积密度0.75g/cm³），原采用传统螺旋给料机实现尿素粉定量给料，存在给料精度低（误差±3%~±5%）、尿素消耗量大、设备频繁堵塞等问题，导致NOx排放浓度波动较大（25~55mg/Nm³），铵盐逃逸浓度超标，运维成本偏高。为解决上述问题，该电厂选用SCHENK&AUTO MET CS系列失重秤替换传统给料设备，针对尿素粉特性，配备了双轴搅拌装置与防架桥结构，采用304不锈钢材质，同时接入电厂DCS中控系统，实现给料数据实时监控、远程调控与故障预警。
设备投用后，实现三大显著成效：一是给料精度大幅提升，稳定控制在±0.3%以内，NOx排放浓度稳定控制在20~28mg/Nm³，远低于设计限值，铵盐逃逸浓度控制在2ppm以下，有效解决了铵盐逃逸超标问题；二是尿素消耗大幅降低，较改造前降低6%，每年节省尿素耗材成本约80万元；三是设备运行稳定性显著提升，每月维护频次从原来的8次减少至2次，运维人力成本降低50%，设备连续无故障运行时间可达8000小时以上，有效保障了脱硝系统的连续稳定运行，助力电厂实现环保达标与节能降耗的双重目标，通过了地方环保部门的专项核查。
（二）行业应用价值
1.环保价值：SCHENK&AUTO失重秤通过精准控制脱硝剂投加量，确保锅炉NOx排放稳定达标，助力企业践行环保责任，杜绝环保处罚风险；同时，减少脱硝剂过量投加导致的铵盐逃逸、二次污染等问题，降低对大气环境的影响，推动工业锅炉行业绿色低碳转型，契合“双碳”发展目标。
2.经济价值：精准的给料控制可有效减少脱硝剂浪费，降低耗材成本；设备运行稳定性强、故障率低，可减少维护成本与停机损失（避免因设备故障导致的锅炉停机、环保处罚）；智能化管控可降低人力成本，综合下来，可帮助企业降低脱硝系统运行成本3%~10%，显著提升企业经济效益。
3.管理价值：SCHENK&AUTO失重秤可实现脱硝剂给料数据的实时采集、追溯与远程调控，助力企业实现脱硝系统的精细化、智能化管控，提升生产管理效率；同时，设备运行数据可接入企业数字化管理平台，为脱硝工艺优化、成本核算提供数据支撑，契合工业4.0智能制造发展趋势，为企业数字化转型奠定基础。
4.安全价值：设备具备完善的故障报警、过载保护、密封防护等功能，可有效避免因设备故障导致的脱硝中断、烟气超标等安全环保隐患；同时，全流程自动化运行减少人工操作频次，降低运维人员的劳动强度与安全风险（如粉尘接触、高温作业风险）。
六、结语
在环保法规日趋严苛、工业智能化加速推进的背景下，锅炉脱硝系统的精准性、稳定性、智能化已成为企业实现长期合规、高效运行的核心需求。SCHENK&AUTO失重秤凭借其高精度计量特性、强工况适配能力、高智能化水平及长使用寿命，完美适配锅炉SCR/SNCR脱硝工艺的核心需求，有效解决传统给料设备计量偏差大、工况适应性弱、运维成本高的行业痛点，为企业提供“精准给料+节能降耗+合规排放+智能管控”的一体化解决方案。