一、垃圾發(fā)電上游

我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的上游行業(yè)主要包括垃圾清運、垃圾焚燒設備制造等。

1.垃圾清運

垃圾清運是指垃圾的收集和運輸。清運各種垃圾，如社區(qū)生活垃圾清運、建筑垃圾清運、渣土清運，同時對公司、企業(yè)、工廠、商場、酒店、建筑工地、學校等場所進行垃圾清運。清運系統(tǒng)包括垃圾的收集、運輸和轉(zhuǎn)運三個部分，在這其中收集和運輸是每個系統(tǒng)共有的，而轉(zhuǎn)運則視垃圾產(chǎn)生源至垃圾處理場的運輸距離及收集車輛性狀而設置。

1.1垃圾收集

按包裝方式的不同，生活垃圾收集可分為散裝收集利封閉收集。散裝收集會帶來撒、漏、揚塵等污染問題，逐步被淘汰。封閉收集方式中以袋裝收集最為普遍。按收集過程的不同，分為上門收集、定點收集和定時收集。

上門收集分居民家上門收集和管道收集兩種。管道收集分兩種類型：氣力抽吸式管道收集和普通管道收集。定點收集包括垃圾箱房收集、集裝箱垃圾收集站收集和露天垃圾收集點收集。

垃圾箱。垃圾箱(桶)按不同特點有不同的分類。①按容積劃分，垃圾箱（桶）可分為大（容積大于1.1m3）、中（容積為0.1～1.1m3）、?。ㄈ莘e小于0.1m3）3種類型。②按材質(zhì)區(qū)分，分為金屬、塑料和復合材料類型。③按顏色區(qū)分，如果采用乍活垃圾分類收集，分類袋裝垃圾收集要用不同顏色的標準塑料箱。

垃圾集裝箱。垃圾集裝箱可分為標準集裝箱和專用垃圾集裝箱兩大類。標準集裝箱是指符合國際標準尺寸的集裝箱，一般為20英尺（1英尺=0.304 8m）標準集裝箱。專用集裝箱是指專為環(huán)衛(wèi)垃圾收集運輸作業(yè)設計的集裝箱。其結(jié)構、尺寸、容量將根據(jù)其使用條件和運輸方式而有各種規(guī)格和型號。

1.2垃圾運輸及轉(zhuǎn)運

垃圾運輸及轉(zhuǎn)運是指將收集到的物品按下一階段工作的要求，以一定的途徑和交通設施將其運往不同的場所以備處理的運輸模式。它分為直接運輸和間接運輸兩種。

直接運輸。通常采用大型垃圾壓縮車的形式對居民社區(qū)、街道、企事業(yè)單位內(nèi)的生活垃圾進行直接壓縮處理然后直接運往垃圾處理地。

間接運輸。是指在中途設有轉(zhuǎn)運站和垃圾處理站的間接運輸模式。它是先將收集到的垃圾通過各種運輸工具和車輛運至轉(zhuǎn)運站，經(jīng)壓縮等處理后再由車輛運往垃圾處理廠的運輸模式。

1.3垃圾供給分析

生活垃圾。據(jù)國家統(tǒng)計局《中國統(tǒng)計年鑒2020》的數(shù)據(jù)，2019年全年我國生活垃圾清運量24206.2萬噸，截至2019年末，全國設市城市共有生活垃圾無害化處理場（廠）1183座，日處理能力86.99萬噸，無害化處理量24012.8萬噸，生活垃圾無害化處理率達到99.2%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預測，2021年我國生活垃圾清運量和處置量分別可達26707.5萬噸和26913.4萬噸。

工業(yè)垃圾。2019年，196個大、中城市一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量達13.8億噸，綜合利用量8.5億噸，處置量3.1億噸，貯存量3.6億噸，傾倒丟棄量4.2萬噸。2019年我國重點城市一般固體廢物產(chǎn)量達72544萬噸，處置量達14410萬噸。

2.垃圾焚燒?設備

垃圾焚燒設備主要包括垃圾焚燒爐、余熱鍋爐、汽輪機、煙氣凈化系統(tǒng)、滲濾液處理系統(tǒng)等部分組成，其中垃圾焚燒爐是核心設備。

2.1垃圾焚燒爐

垃圾焚燒爐是焚燒處理垃圾的設備，垃圾在爐膛內(nèi)燃燒，變?yōu)閺U氣進入二次燃燒室，在燃燒器的強制燃燒下燃燒完全，再進入噴淋式除塵器，除塵后經(jīng)煙囪排入大氣。垃圾焚燒爐由垃圾前處理系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、煙霧生化除塵系統(tǒng)及煤氣發(fā)生爐（輔助點火焚燒）四大系統(tǒng)組成，集自動送料、分篩、烘干、焚燒、清灰、除塵、自動化控制于一體。

焚燒爐作為垃圾焚燒處理系統(tǒng)最核心的設備，其設計需充分考慮垃圾停留時間、燃燒溫度、煙氣在爐內(nèi)的停留時間及紊流等因素，從而達到完全燃燒、控制惡臭及二惡英類物質(zhì)產(chǎn)生的目的。在目前垃圾焚燒項目中得到運用的設備主要有機械爐排爐、流化床焚燒爐以及回轉(zhuǎn)式焚燒爐。

垃圾焚燒爐結(jié)構。垃圾焚燒爐由助燃系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)，電控系統(tǒng)構成。助燃系統(tǒng)的作用是點火開爐和輔助物料焚化，焚燒系統(tǒng)主要是燃燒爐本體，以高溫耐火材料做襯，中間是隔熱材料，外層是保溫材料，爐本體設有操作臺。尾氣處理系統(tǒng)主要是將顆粒粉塵收集在一起，減少污染。電控系統(tǒng)實現(xiàn)了控制柜面板操作，同時有系統(tǒng)監(jiān)視、報警等功能。

機械爐排。垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排（爐排分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)），由于爐排之間的交錯運動，將垃圾向下方推動，使垃圾依次通過爐排上的各個區(qū)域（垃圾由一個區(qū)進入到另一區(qū)時，起到一個大翻身的作用）。通過一次風機在垃圾儲坑的上部將垃圾發(fā)酵堆積所產(chǎn)生的臭氣引出，然后經(jīng)過蒸汽 （空氣）預熱器的加熱處理，將其作為助燃空氣送入到焚燒爐之中，保證垃圾在較短的時間內(nèi)得到干燥處理。燃燒空氣從爐排下部進入并與垃圾混合；高溫煙氣通過鍋爐的受熱面產(chǎn)生熱蒸汽，同時煙氣也得到冷卻，最后煙氣經(jīng)煙氣處理裝置處理后排出。

流化床。燃燒的原理主要是通過流態(tài)化技術進行垃圾的燃燒，并借助砂進行安全處置。在流化床焚燒垃圾的過程中，需要將垃圾進行破碎處理，使垃圾達到一定的粒度狀態(tài)，通過短時間的流化焚燒，借助燃風作用將其在短時間內(nèi)進行處理。焚燒過程中過程中，空氣會從流化床底部噴入，并實現(xiàn)砂介質(zhì)的合理攪動，使垃圾形成流態(tài)性。系統(tǒng)板上裝有載熱的惰性粒子，并在床下布風的同時使惰性顆粒呈現(xiàn)出沸騰的狀態(tài)，并形成流化床床段。

回轉(zhuǎn)式?；剞D(zhuǎn)式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列，爐體水平放置并略為傾斜。通過爐身的不停運轉(zhuǎn)，使爐體內(nèi)的垃圾充分燃燒，同時向爐體傾斜的方向移動，直至燃盡并排出爐體。

國內(nèi)市場競爭格局。國產(chǎn)焚燒爐設備市場集中度高，頭部企業(yè)有望繼續(xù)瓜分大部分市場份額。機械爐排爐作為處理生活垃圾的主流爐型，其設備供應主要包括進口設備和國產(chǎn)設備。其中，進口焚燒爐品牌有 MATIN、ALSTOM、JFE、FBE、DBA、VONROLL 等，而國內(nèi)企業(yè)在引進消化吸收或者自主研發(fā)后推出系列國產(chǎn)焚燒爐，典型供應商包括中國光大國際、重慶三峰環(huán)境、上海康恒環(huán)境、杭州新世紀、偉明環(huán)保等。值得一提的是，針對國內(nèi)生活垃圾的高水分、高灰分、低熱值的垃圾特性，國產(chǎn)設備在引進國外技術消化吸收或者自主研發(fā)后，其更適合國內(nèi)生活垃圾焚燒。并且，憑借顯著的價格優(yōu)勢，國產(chǎn)設備在國內(nèi)市場占據(jù)大部分市場份額。其中，光大順推焚燒爐、康恒焚燒爐和三峰焚燒爐占據(jù)國內(nèi) 80%的市場。國產(chǎn)設備的高性價在與進口設備的競爭中取得明顯優(yōu)勢，預計主要國內(nèi)機械爐排爐生產(chǎn)廠家仍將占據(jù)主要新增市場份額。

機械爐排爐性能優(yōu)異，成為我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠新建和改造的主要應用爐型。目前，焚燒爐主流工藝包括機械爐排爐和循環(huán)流化床焚燒爐。據(jù)相關資料，機械爐排爐焚燒技術在發(fā)達國家已經(jīng)超過六十年的應用歷史，是歐美國家廣泛使用的爐型，目前 90%的焚燒爐都采用機械爐排爐。爐排爐具有無需添加輔助燃料，無需預處理，垃圾燃燒穩(wěn)定，飛灰少，爐渣熱灼減率低，煙氣易達標排放等優(yōu)點，逐步得到市場的推廣。而流化床焚燒爐盡管投資成本低，但在運行過程中需要添加煤和石英砂，連續(xù)運營時間短，故障率高，且煙氣含硫量和灰塵量大，綜合運營成本高。因此，循環(huán)流化床焚燒爐存在的問題在實際應用中不斷出現(xiàn)，該技術路徑被逐漸替代。截至 2016 年，中國共有焚燒發(fā)電廠 299 座，采用爐排爐技術的焚燒廠 241 座，處理規(guī)模 22萬噸/日，占比78.57%；采用循環(huán)流化床焚燒廠 58 座，處理能力 6萬噸/日，占比 21.43%。循環(huán)流化床處理煙氣難度增加以及系列劣勢，導致目前新增項目基本都使用機械爐排爐。

2.2余熱鍋爐

余熱鍋爐，利用垃圾焚燒爐中的廢氣、廢料，回收垃圾焚燒產(chǎn)生的高溫煙氣熱能，把水加熱到一定溫度的鍋爐。

余熱鍋爐結(jié)構。余熱鍋爐由鍋筒、活動煙罩、爐口段煙道、斜1段煙道、斜2段煙道、末1段煙道、末2段煙道、加料管（下料溜）槽、氧槍口、氮封裝置及氮封塞、人孔、微差壓取壓裝置、煙道的支座和吊架等組成。余熱鍋爐共分為六個循環(huán)回路，每個循環(huán)回路由下降管和上升管組成，各段煙道給水從鍋筒通過下降管引入到各個煙道的下集箱后進入各受熱面，水通過受熱面后產(chǎn)生蒸汽進入進口集箱，再由上升管引入鍋筒。各個煙道之間均用法蘭連接。

2.3汽輪機

汽輪機也稱蒸汽透平發(fā)動機，是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時對外做功。按結(jié)構劃分，可分為單級汽輪機和多級汽輪機，按工作原理可分為沖動式汽輪機、反動式汽輪機、速度級汽輪機，按熱力特性，可分為凝汽式、供熱式、背壓式、抽汽式和飽和蒸汽汽輪機等。

汽輪機結(jié)構。由轉(zhuǎn)動部分和靜止部分兩個方面組成。轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、動葉片和聯(lián)軸器等。靜子包括進汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等。

2.4煙氣凈化系統(tǒng)

利用煙氣凈化系統(tǒng)對垃圾燃燒后產(chǎn)生的顆粒物(粉塵)、酸性氣體、重金屬和有機劇毒性污染物四大類污染進行減量去除。國內(nèi)垃圾電站常用的煙氣凈化系統(tǒng)的工藝為“爐內(nèi)脫硝系統(tǒng)+半干法煙氣脫酸塔+干粉噴射+活性炭噴射吸附系統(tǒng)+布袋除塵器”。

爐內(nèi)脫硝系統(tǒng)，針對NOx的去除，主要方法為利用非催化還原法(SNCR)和選擇性催化還原法(SCR)將NOx還原；脫酸塔。去除鹽酸、二氧化硫、氫氟酸等酸性氣體；活性炭吸附裝置。去除煙氣中的二噁英和重金屬；布袋吸塵器。去除煙氣中的顆粒物和重金屬。

2.5滲濾液處理系統(tǒng)

垃圾滲瀝液具有水質(zhì)復雜、危害性大、有機物含量高、金屬含量高、氨氮含量高，鹽含量高、微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)、水質(zhì)水量變化大、色度深且有惡臭等特點，因此垃圾滲濾液需要單獨處理，有針對性地將污染物去除。目前處理垃圾滲濾液的方式大致分為中溫厭氧+機械蒸發(fā)和中溫厭氧+膜生物反應器+膜深度處理兩種方式。

二、垃圾焚燒發(fā)電競爭格局

從目前競爭者特點看，我國垃圾發(fā)電行業(yè)參與者主要以國企（60%）和民企（38%）為主，國企競爭力更強，市場占有率排名靠前的公司中僅有3家民營企業(yè)，剩余全部為國有企業(yè)。2020年生活垃圾焚燒發(fā)電新增項目下沉趨勢明顯，中標企業(yè)以頭部國企為主。

國產(chǎn)焚燒爐設備市場集中度高，頭部企業(yè)有望繼續(xù)瓜分大部分市場份額，并將占據(jù)主要新增市場份額。根據(jù)各公司 2020 年公布的垃圾處理量和發(fā)改委“十四五”規(guī)劃中公布的“十三五”末全國垃圾焚燒處理能力測算，行業(yè)龍頭光大環(huán)境市占率達到 14.9%，綠色動力和三峰環(huán)境占比均超過4%，行業(yè)中主要八位上市公司占比達到 38.47%，但競爭格局仍較為分散。

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