一、垃圾發(fā)電上游

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

1.垃圾清運(yùn)

垃圾清運(yùn)是指垃圾的收集和運(yùn)輸。清運(yùn)各種垃圾，如社區(qū)生活垃圾清運(yùn)、建筑垃圾清運(yùn)、渣土清運(yùn)，同時(shí)對(duì)公司、企業(yè)、工廠、商場(chǎng)、酒店、建筑工地、學(xué)校等場(chǎng)所進(jìn)行垃圾清運(yùn)。清運(yùn)系統(tǒng)包括垃圾的收集、運(yùn)輸和轉(zhuǎn)運(yùn)三個(gè)部分，在這其中收集和運(yùn)輸是每個(gè)系統(tǒng)共有的，而轉(zhuǎn)運(yùn)則視垃圾產(chǎn)生源至垃圾處理場(chǎng)的運(yùn)輸距離及收集車輛性狀而設(shè)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(huì)帶來(lái)撒、漏、揚(yáng)塵等污染問(wèn)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(guò)程的不同，分為上門(mén)收集、定點(diǎn)收集和定時(shí)收集。

上門(mén)收集分居民家上門(mén)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(diǎn)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(diǎn)收集。

垃圾箱。垃圾箱(桶)按不同特點(diǎn)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)塑料箱。

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

1.2垃圾運(yùn)輸及轉(zhuǎn)運(yùn)

垃圾運(yùn)輸及轉(zhuǎn)運(yùn)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(shè)施將其運(yùn)往不同的場(chǎng)所以備處理的運(yùn)輸模式。它分為直接運(yùn)輸和間接運(yùn)輸兩種。

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

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

1.3垃圾供給分析

生活垃圾。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2020》的數(shù)據(jù)，2019年全年我國(guó)生活垃圾清運(yùn)量24206.2萬(wàn)噸，截至2019年末，全國(guó)設(shè)市城市共有生活垃圾無(wú)害化處理場(chǎng)（廠）1183座，日處理能力86.99萬(wàn)噸，無(wú)害化處理量24012.8萬(wàn)噸，生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到99.2%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2021年我國(guó)生活垃圾清運(yùn)量和處置量分別可達(dá)26707.5萬(wàn)噸和26913.4萬(wàn)噸。

工業(yè)垃圾。2019年，196個(gè)大、中城市一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量達(dá)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(wàn)噸。2019年我國(guó)重點(diǎn)城市一般固體廢物產(chǎn)量達(dá)72544萬(wàn)噸，處置量達(dá)14410萬(wàn)噸。

2.垃圾焚燒?設(shè)備

垃圾焚燒設(shè)備主要包括垃圾焚燒爐、余熱鍋爐、汽輪機(jī)、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(shè)備。

2.1垃圾焚燒爐

垃圾焚燒爐是焚燒處理垃圾的設(shè)備，垃圾在爐膛內(nèi)燃燒，變?yōu)閺U氣進(jìn)入二次燃燒室，在燃燒器的強(qiáng)制燃燒下燃燒完全，再進(jìn)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(diǎn)火焚燒）四大系統(tǒng)組成，集自動(dòng)送料、分篩、烘干、焚燒、清灰、除塵、自動(dòng)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(shè)備，其設(shè)計(jì)需充分考慮垃圾停留時(shí)間、燃燒溫度、煙氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間及紊流等因素，從而達(dá)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(xiàng)目中得到運(yùn)用的設(shè)備主要有機(jī)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(gòu)。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(gòu)成。助燃系統(tǒng)的作用是點(diǎn)火開(kāi)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(shè)有操作臺(tái)。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(shí)現(xiàn)了控制柜面板操作，同時(shí)有系統(tǒng)監(jiān)視、報(bào)警等功能。

機(jī)械爐排。垃圾通過(guò)進(jìn)料斗進(jìn)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(cuò)運(yùn)動(dòng)，將垃圾向下方推動(dòng)，使垃圾依次通過(guò)爐排上的各個(gè)區(qū)域（垃圾由一個(gè)區(qū)進(jìn)入到另一區(qū)時(shí)，起到一個(gè)大翻身的作用）。通過(guò)一次風(fēng)機(jī)在垃圾儲(chǔ)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(guò)蒸汽 （空氣）預(yù)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(shí)間內(nèi)得到干燥處理。燃燒空氣從爐排下部進(jìn)入并與垃圾混合；高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)鍋爐的受熱面產(chǎn)生熱蒸汽，同時(shí)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(guò)流態(tài)化技術(shù)進(jìn)行垃圾的燃燒，并借助砂進(jìn)行安全處置。在流化床焚燒垃圾的過(guò)程中，需要將垃圾進(jìn)行破碎處理，使垃圾達(dá)到一定的粒度狀態(tài)，通過(guò)短時(shí)間的流化焚燒，借助燃風(fēng)作用將其在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。焚燒過(guò)程中過(guò)程中，空氣會(huì)從流化床底部噴入，并實(shí)現(xiàn)砂介質(zhì)的合理攪動(dòng)，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(fēng)的同時(shí)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(guò)爐身的不停運(yùn)轉(zhuǎn)，使?fàn)t體內(nèi)的垃圾充分燃燒，同時(shí)向爐體傾斜的方向移動(dòng)，直至燃盡并排出爐體。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。國(guó)產(chǎn)焚燒爐設(shè)備市場(chǎng)集中度高，頭部企業(yè)有望繼續(xù)瓜分大部分市場(chǎng)份額。機(jī)械爐排爐作為處理生活垃圾的主流爐型，其設(shè)備供應(yīng)主要包括進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備。其中，進(jìn)口焚燒爐品牌有 MATIN、ALSTOM、JFE、FBE、DBA、VONROLL 等，而國(guó)內(nèi)企業(yè)在引進(jìn)消化吸收或者自主研發(fā)后推出系列國(guó)產(chǎn)焚燒爐，典型供應(yīng)商包括中國(guó)光大國(guó)際、重慶三峰環(huán)境、上?？岛悱h(huán)境、杭州新世紀(jì)、偉明環(huán)保等。值得一提的是，針對(duì)國(guó)內(nèi)生活垃圾的高水分、高灰分、低熱值的垃圾特性，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)消化吸收或者自主研發(fā)后，其更適合國(guó)內(nèi)生活垃圾焚燒。并且，憑借顯著的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)大部分市場(chǎng)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(guó)內(nèi) 80%的市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)設(shè)備的高性價(jià)在與進(jìn)口設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)中取得明顯優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)主要國(guó)內(nèi)機(jī)械爐排爐生產(chǎn)廠家仍將占據(jù)主要新增市場(chǎng)份額。

機(jī)械爐排爐性能優(yōu)異，成為我國(guó)生活垃圾焚燒發(fā)電廠新建和改造的主要應(yīng)用爐型。目前，焚燒爐主流工藝包括機(jī)械爐排爐和循環(huán)流化床焚燒爐。據(jù)相關(guān)資料，機(jī)械爐排爐焚燒技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)超過(guò)六十年的應(yīng)用歷史，是歐美國(guó)家廣泛使用的爐型，目前 90%的焚燒爐都采用機(jī)械爐排爐。爐排爐具有無(wú)需添加輔助燃料，無(wú)需預(yù)處理，垃圾燃燒穩(wěn)定，飛灰少，爐渣熱灼減率低，煙氣易達(dá)標(biāo)排放等優(yōu)點(diǎn)，逐步得到市場(chǎng)的推廣。而流化床焚燒爐盡管投資成本低，但在運(yùn)行過(guò)程中需要添加煤和石英砂，連續(xù)運(yùn)營(yíng)時(shí)間短，故障率高，且煙氣含硫量和灰塵量大，綜合運(yùn)營(yíng)成本高。因此，循環(huán)流化床焚燒爐存在的問(wèn)題在實(shí)際應(yīng)用中不斷出現(xiàn)，該技術(shù)路徑被逐漸替代。截至 2016 年，中國(guó)共有焚燒發(fā)電廠 299 座，采用爐排爐技術(shù)的焚燒廠 241 座，處理規(guī)模 22萬(wàn)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(wàn)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(shì)，導(dǎo)致目前新增項(xiàng)目基本都使用機(jī)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?zé)煔鉄崮埽阉訜岬揭欢囟鹊腻仩t。

余熱鍋爐結(jié)構(gòu)。余熱鍋爐由鍋筒、活動(dòng)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(gè)循環(huán)回路，每個(gè)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(guò)下降管引入到各個(gè)煙道的下集箱后進(jìn)入各受熱面，水通過(guò)受熱面后產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入進(jìn)口集箱，再由上升管引入鍋筒。各個(gè)煙道之間均用法蘭連接。

2.3汽輪機(jī)

汽輪機(jī)也稱蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動(dòng)力裝置，高溫高壓蒸汽穿過(guò)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(shí)對(duì)外做功。按結(jié)構(gòu)劃分，可分為單級(jí)汽輪機(jī)和多級(jí)汽輪機(jī)，按工作原理可分為沖動(dòng)式汽輪機(jī)、反動(dòng)式汽輪機(jī)、速度級(jí)汽輪機(jī)，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(jī)等。

汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)。由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分兩個(gè)方面組成。轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、動(dòng)葉片和聯(lián)軸器等。靜子包括進(jìn)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(duì)垃圾燃燒后產(chǎn)生的顆粒物(粉塵)、酸性氣體、重金屬和有機(jī)劇毒性污染物四大類污染進(jìn)行減量去除。國(guó)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(duì)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(fù)雜、危害性大、有機(jī)物含量高、金屬含量高、氨氮含量高，鹽含量高、微生物營(yíng)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(diǎn)，因此垃圾滲濾液需要單獨(dú)處理，有針對(duì)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(jī)械蒸發(fā)和中溫厭氧+膜生物反應(yīng)器+膜深度處理兩種方式。

二、垃圾焚燒發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)格局

從目前競(jìng)爭(zhēng)者特點(diǎn)看，我國(guó)垃圾發(fā)電行業(yè)參與者主要以國(guó)企（60%）和民企（38%）為主，國(guó)企競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，市場(chǎng)占有率排名靠前的公司中僅有3家民營(yíng)企業(yè)，剩余全部為國(guó)有企業(yè)。2020年生活垃圾焚燒發(fā)電新增項(xiàng)目下沉趨勢(shì)明顯，中標(biāo)企業(yè)以頭部國(guó)企為主。

國(guó)產(chǎn)焚燒爐設(shè)備市場(chǎng)集中度高，頭部企業(yè)有望繼續(xù)瓜分大部分市場(chǎng)份額，并將占據(jù)主要新增市場(chǎng)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(guó)垃圾焚燒處理能力測(cè)算，行業(yè)龍頭光大環(huán)境市占率達(dá)到 14.9%，綠色動(dòng)力和三峰環(huán)境占比均超過(guò)4%，行業(yè)中主要八位上市公司占比達(dá)到 38.47%，但競(jìng)爭(zhēng)格局仍較為分散。

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