山西郎凤娥畅谈焚烧法将成为我国生活垃圾无害化处理的主流方法

山西郎凤娥畅谈焚烧法将成为我国生活垃圾无害化处理的主流方法

忻州郎凤娥畅谈】目前,在国土资源紧张、经济发达的国家和地区的城市生活垃圾也在积极向以焚烧的方式处理的方向发展,如:

——美国:78~92年关闭了34%的填埋场,至90年代末已建设了3150多个垃圾焚烧厂,计划再建设300多个日焚烧量300~3000吨的垃圾焚烧厂。

——日本:90年代末统计,有1900多个垃圾焚烧厂,焚烧量占垃圾产量的75%。

——瑞典:75%的垃圾采取焚烧的方式处理。

——韩国:92年垃圾焚烧量仅占1.5%,计划2000年达到25%。

——台湾现有22个垃圾焚烧厂,几乎焚烧了所有的城市生活垃圾。

——德国:焚烧占32%。

——法国:焚烧占32%。

——瑞士:焚烧占38%。

——丹麦:焚烧占80%。

虽然焚烧法处理垃圾成本较高,但随着能源和土地资源的日趋紧张、经济水平的提高、垃圾热值的上升、焚烧和烟气净化技术的发展、焚烧费用逐步降低以及政府配套政策的出台,垃圾焚烧处理的比例在不断扩大。山西郎凤娥介绍说道。

我国虽然国土面积位列世界第三,但人均耕地面积水平尚不到世界平均水平,土地是一种稀缺的资源,尤其是城市化进程中大量土地被转变为工业用地和商业用地,而填埋法需占用大量土地。自发的城市化进程使越来越多的人拥向沿海发达城市和大城市,造成一个很有趣的现象,那就是:经济发展水平远高于内地的沿海城市,其人口众多,但是土地资源非常稀缺,生活垃圾无害化处理的压力也最大。而内地人口较少,垃圾无害化处理的压力不是很大,但是土地资源相对丰富。

卫生填埋法虽可以做到“无害化”,但很难做到“减量化”和“资源化”。就我国填埋场现状而言,网络媒体曾经有一篇报道说“由于防渗材料和施工技术不过关,中国没有一座合格的垃圾填埋场”,可见中国的垃圾填埋并没有做到“无害化”。

堆肥搞了很多年了,无论是动态堆肥还是静态堆肥、无论是好氧还是厌氧,无论是初步处理还是深度处理,无论是国内技术还是国外技术,没有一个厂真正能做到无害化、减量化和资源化。其原因就在于我国城市生活垃圾特点为:未进行分类收集,垃圾中混入大量的玻璃制品以及有毒有害物质,影响垃圾堆肥的使用范围;垃圾中有机物含量低,可回收利用物少,水分高,不宜直接进行堆肥处理。

低位发热量大于3349 kJ/kg的垃圾即可充分自燃,大于4000 kJ/kg就可进行余热利用,我国许多城市生活垃圾的热值大都可以满足这一要求,同时随着经济的发展,垃圾中可燃成分将会逐渐增加,所以焚烧法将成为我国处理城市生活垃圾的主导方法。山西郎凤娥对此持这样的看法。郎凤娥 环保厅

郎凤娥谈工业锅炉http://langfenge15.sxltjt.com

郎凤娥讲堂http://langfenge16.sxltjt.com

忻州郎凤娥转环保行业专题报告:垃圾焚烧发电行业全景图

忻州郎凤娥转环保行业专题报告:垃圾焚烧发电行业全景图

(报告出品方/作者:民生证券,严家源,忻州郎凤娥转发)

1 发展历程

生活垃圾处理方式主要分为回收利用、焚烧发电、填埋三种,其中垃圾焚烧发 电是当前最主要的方式。结合垃圾焚烧发电行业的发展历程,大致可以分为四个阶 段:探索期、初步成长期、高速发展期和稳定发展期。山西蓝天郎凤娥

探索期(1988-2005 年):我国垃圾焚烧发电行业起步于 20 世纪 80 年代末,1988 年我国第一座垃圾 焚烧发电项目投入运营,这一阶段主要通过引进国外先进的焚烧设备和技术对国 内垃圾进行直接处理。进口设备成本较高,同时国内垃圾组分与国外不同且相对更 复杂,进口设备出现“水土不服“的情况,项目运营往往不及预期,推动了垃圾焚 烧设备国产化,循环流化床技术得到发展及应用。

初步成长期(2006-2011 年):2006 年 1 月,《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》发布,提出 生物质发电项目上网电价实行政府定价,由国务院分地区制定标杆电价,补贴电价 标准为 0.25 元/kWh,发电项目自投产之日起,15 年内享受补贴电价,运营满 15 年后,补贴电价取消。在补贴政策推动下,国产设备的应用逐步广泛,国产炉排炉 技术开始应用于市场,我国垃圾焚烧发电市场进入成长期。

高速发展期(2012-2020 年):2012 年 4 月,国家发改委发布《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》, 提出每吨生活垃圾折算上网电量暂定为 280 千瓦时,并执行全国统一垃圾发电标 杆电价 0.65 元/kWh,垃圾焚烧发电盈利模式确定。随着垃圾焚烧设备技术实现 国产化替代,经济及环境效益更高的炉排炉技术得到广泛应用,我国垃圾焚烧发电 行业进入高速发展阶段,焚烧处理能力不断提升。

稳定发展期(2021 年起):经历近十年的高速发展,我国垃圾焚烧发电行业已相对成熟,行业集中度较高, 增量市场空间减少。2020 年国家出台了一系列发电补贴政策,其中 426 号文提出 “生物质发电项目,包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电和沼气发电项目,全生命 周期合理利用小时数为 82500 小时”,同时明确“生物质发电项目自并网之日起满 15 年后,无论项目是否达到全生命周期补贴电量,不再享受中央财政补贴资金”。垃圾焚烧发电行业已逐步由早期市场驱动的“跑马圈地”模式逐渐转为运营管理驱 动的“精耕细作”,降本增效成为项目管理的关键指标。结合自身资源禀赋,多家 焚烧发电龙头一方面打通固废产业链,实现项目协同处置;另一方面着手布局新能 源业务,探索新的利润增长点。

纵观国内垃圾焚烧发电行业三十多年的发展历程,其推动因素主要来自三个 方面:

政策支持:2010 年,《中国资源综合利用技术政策大纲》发布,国家发 改委等六部委明确提出“推广城市生活垃圾发电技术”,垃圾焚烧发电行 业受到重视;2012 年,国家发改委发布《关于完善垃圾焚烧发电价格政 策的通知》。随着后续补贴政策的完善和相关规划的出台,“十二五”到 “十三五”期间,兼具成长性及运营资产稳定性的垃圾焚烧发电行业进入 高速发展阶段。

需求驱动:受我国城镇化建设推动,城乡生活垃圾收运体系不断完善,清 运量持续增长,带动垃圾焚烧发电行业的发展。通过焚烧处理有效解决 “垃圾围城”问题,同时实现资源化利用。2008-2019 年,我国生活垃 圾清运量由 1.54 亿吨提升至 2.42 亿吨,提升了 52.3%。

技术优势:随着烟气净化技术的成熟,完整的烟气净化系统包括脱酸、脱 硝、颗粒污染物净化、重金属脱除及二噁英控制等环节,焚烧处理技术得 到大力推广。与填埋相比,焚烧处理能够有效的减少生活垃圾对环境的影 响,实现生活垃圾的减量化及资源化,具有较高的环境效益与经济效益。对于人口密度较高的地区,焚烧处理是适用性最高的处理方式。山西郎凤娥

2 拐点已至:“跑马圈地”转向“运营为王”

2.1 由“跑马圈地”转向“运营为王”

2.1.1 垃圾焚烧发电项目的盈利模式

垃圾焚烧发电项目主要以 BOT 和 PPP 模式为主,在此基础上延伸出 DBO、 EPC+O 等模式,其中 BOT 特许经营模式最为常见。地方政府指派环保平台与社 会资本方组建 SPV 公司,共同投资垃圾焚烧发电项目,其中自有资金量占比约为 30%,剩余 70%则通过银行贷款的方式,一般银行贷款利率为基准利率上浮 10% 左右。由于垃圾焚烧发电项目投资额较高,项目前期占用资金量较大,对社会资本 方的资金实力要求较高。

垃圾焚烧发电项目收入主要来自发电收入(占比约 65-75%)和垃圾处置费 (占比约 25-35%),项目筹建及建设期一般需要 18-24 个月。对于 A 股上市公 司,一般要求项目的内部收益率需达到 8%及以上。单个项目的质量受多方面影响, 主要参考以下几类因素:项目所在地(影响垃圾热值、垃圾处理量及处理服务费回 款情况)、项目规模及总投资额、垃圾处理服务费、红线外投资比重及能否实现热 电联产等。发电收入由当地燃煤标杆电价、省补、国补三部分组成,在回款能力方面,前 两者由电网支付,回款较快。国补部分需要项目进入可再生能源补贴目录,一般项 目运营 2-3 年后,可申请进入目录,前期运营产生的国补部分金额一次性补贴完 成。垃圾处理费受当地经济条件及财政收入影响较大,经济发达地区及省会级城市 项目回款情况较优,中西部经济欠发达地区,回款情况较慢,对项目的现金流产生 较大压力。

垃圾焚烧发电项目表现出以下特点:

具有区域垄断性:项目主要采取特许经营协议的模式,项目投资由地方政 府和社会资本方共同承担。由于行业的自然属性,为实现规模经济,单个 区域的垃圾处理主要由一家垃圾焚烧发电项目负责,特许经营期限一般 为 25-30 年,项目建成投产后,会对一定区域范围内的垃圾处理形成垄 断。

属于资金+技术密集型行业:项目前期投入较高,对自有资金占用较大, 单位投资额在 45-80 万元/吨,以处理能力 1000 吨/日的项目为例,总 投资额在 4.5-8.0 亿元。生活垃圾处理涉及焚烧、热能发电、尾气处理等 环节,其中,垃圾焚烧发电设备生产工艺要求较高且自动化程度高,国内 拥有核心焚烧设备生产制造能力的项目运营商主要有光大国际、康恒环 境、三峰环境、伟明环保等。

专业化程度高:垃圾焚烧发电厂的运营技术难度相对较高,需要企业积累 大量的项目经验,运营中需考虑如何提高吨垃圾发电量、降低厂用电率、 减少非停次数等,同时满足日益趋严的环保监管要求。随着垃圾焚烧发电 项目存量市场增加,委托运营的市场需求有望提升,专业的垃圾焚烧发电 企业将承接更多地方环保平台项目的委托运营,进而有利于企业的轻资 产化运作。

2.1.2 行业步入成熟期,关注项目运营能力

2020 年,我国城市生活垃圾清运量达到 2.35 亿吨,总体保持上升趋势,其 中无害化处理率稳步提升,截至 2020 年,城市生活垃圾无害化处理率已达到 99.7%。生活垃圾焚烧处理量提升显著,从 2008 年的 1569.74 万吨提升至 2020 年的 1.46 亿吨,年均复合增长率为 20.4%;生活垃圾焚烧处理率已从 2008 年的 10.2%,提升至 2020 年的 62.1%,逐步替代填埋成为主要的生活垃圾无害化处理 方式。

2020 年底我国垃圾焚烧发电处理能力达到 56.78 万吨/日,当年新增投运处 理能力 11.02 万吨/日。根据“十四五”规划,到 2025 年城市生活垃圾焚烧处理能 力有望达到 80 万吨/日左右。但考虑到 2019-2020 年新增垃圾焚烧发电项目产 能约 20 万吨/日左右,一般垃圾焚烧发电项目建设周期为 18-24 个月左右,新增 产能中相当部分仍处于在建状态,截至 2020 年底,在运、在建及筹建项目总产能 或达到 70 万吨/日以上,因此,2021-2025 年,新项目增量空间相对有限。“跑马 圈地”的时代接近尾声。

截至 2021 年底,前十大垃圾焚烧发电企业在手产能之和达 70 万吨/日左右 (部分企业统计口径含参股项目,存在重复计算),行业集中度较高,其中光大环 境在手产能达到 15.03 万吨/日,位居行业首位。市场方面,2016-2019 年,垃圾焚烧发电产能逐步释放,在 2018-2019 年进 入市场高峰期,其中 2019 年新增产能达到 12.71 万吨/日。2020 年起,随着大部 分省市生活垃圾处理需求逐步得到满足,新项目的释放有所放缓,同时市场下沉至 三四线城市及县级区域。2021 年,新增垃圾焚烧发电产能下降至 5.75 万吨/日, 其中,广东、河北、湖北新增产能较多,分别为 12900 吨/日、6100 吨/日、5350 吨/日;前八大垃圾焚烧发电企业项目获取总规模约为 4.74 万吨/日,占当年新增 项目设计产能的 80%以上,其中,深能环保获取项目总规模为 10650 吨/日,光 大环境、康恒环境项目获取规模次之,分别为 7950 吨/日、7800 吨/日。

项目运营方面,随着新增垃圾焚烧发电项目的逐步减少,“跑马圈地”的市场 模式接近尾声,存量项目的高效运营及降本增效已成重点。结合项目运营情况统计, 主要垃圾焚烧发电企业仍有部分产能处于在建或筹建状态,随着项目逐步投产,企 业的处理能力将得到提升,保障业绩增长。大部分龙头企业产能利用率在 85%-97% 之间,随着新投运项目产能爬坡,产能利用率有望进一步提升。吨上网电量与当地 垃圾质量和项目运营能力关联较大,其中深能环保吨上网电量达到 400 度以上, 随着行业内部分项目技改完成及企业运营管理能力的提升,相关企业吨上网电量 预计将持续增长。

2.2 增量项目进入竞价上网时代,存量项目入库加快

2.2.1 国补退坡,新增项目将采取竞争配置

2021 年 8 月,国家发改委印发《2021 年生物质发电项目建设方案》,明确 2021 年生物质发电中央补贴资金总额为 25 亿元,相比 2020 年的新增补贴总额 15 亿元提升了约 67%;同时进一步明确《完善生物质发电项目建设运行的实施方 案》中提出的“央地分担”、“竞争配置”等措施,将通过市场竞争的方式优先选择 补贴强度低、退坡幅度大、技术水平高的项目。申报 2021 年中央补贴的项目被分为非竞争配置和竞争配置两类:

未纳入 2020 年补贴范围的新增项目以及 2020 底前开工且 2021 年底前 并网发电的项目,归为非竞争配置项目。对于非竞争配置项目,国补金额 与以往的存量项目以及 2020 年底前并网发电的项目基本无异,仍按照 0.65 元/千瓦时的标杆电价结算。

2021 年 1 月 1 日以后开工的项目归为竞争配置项目。由于补贴强度小、 退坡幅度大的项目将优先纳入补贴范围,竞争配置项目上网电价可能会低 于 0.65 元/千瓦时的标杆电价。2021 年,新增补贴总额 25 亿元中,20 亿元用于非竞争配置项目,仅有 5 亿元用于竞争配置项目。

2020 年 9 月 11 日前并网的项目补贴资金仍全部由中央承担,2020 年 9 月 11 日(含)以后并网项目的补贴资金实行央地分担。央地分担比例为:西部和东 北地区中央支持比例为 60%;中部地区为 40%;东部地区为 20%。另外,《方案》还明确了建设期限要求:申请纳入 2021 年竞争配置项目的, 需在 2023 年底前完成并网发电,逾期将降低电价补贴标准;非竞争配置项目须在 2021 年底前完成并网发电,逾期将取消非竞争补贴资格,后续参与竞争配置。

2.2.2 补贴政策完善,存量项目加速入库

自 2012 年明确焚烧发电标杆电价 0.65 元/kWh 后,2012-2018 年财政部、 国家发展改革委、国家能源局共计发布七批补贴名单,覆盖垃圾焚烧发电项目合计 约 200 个,补贴覆盖率较低、缺口较大。

财政部发布的《关于开展可再生能源发电补贴项目清单有关工作的通知》中提 出:此前由财政部、国家发展改革委、国家能源局发文公布的第一批至第七批可再生能源电价附加补助目录内的可再生能源发电项目,由电网企业对相关信息进行 审核后,直接纳入补贴清单。后续配套补贴政策明确“抓紧审核存量项目信息,分 批纳入补贴清单”大幅加快存量项目入库进程。新政后,2020 年共计 68 个项目 纳入补贴目录,项目规模为 1196MW,对应垃圾焚烧发电产能约 6 万吨/日;2021 年共计 196 个项目纳入补贴目录,项目规模为 4009.5MW,对应垃圾焚烧发电产 能约 20 万吨/日。截至 2021 年底,在库存量项目总产能合计已达到 40 万吨/日 以上,项目覆盖率提升较快。在项目运营为主导的行业形势下,存量项目加速入库, 对现金流形成有效保障。

3 路在何方:农村大有可为、城市内生增长、新业务创造第二曲线

随着在建项目的不断投运,我国生活垃圾焚烧处理能力已基本满足生活垃圾 无害化处置需求。未来行业增长空间主要来自三个方面:

农村地区受收运体系不完善等因素影响,无害化处理率较低,在政策推动 下,农村垃圾收运体系有望进一步完善,潜在市场空间或释放;

人均生活垃圾产生量与城市化和经济发展水平关联较大,随着居民生活水 平的提高,将诞生新的产能需求;

结合自身现金流优势及资源禀赋,垃圾焚烧发电企业探索新能源业务转型, 寻求新的利润增长点。

3.1 完善农村垃圾收运体系,释放潜在市场空间

2021 年 12 月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《农村人居环境整治提 升五年行动方案(2021-2025 年)》,《方案》提出健全生活垃圾收运处置体系:统筹县乡村三级设施建设和服务,完善农村生活垃圾收集、转运、处置设施和模式, 因地制宜采用小型化、分散化的无害化处理方式。

2022 年 5 月,住建部等 6 部门联合发布《关于进一步加强农村生活垃圾收运 处置体系建设管理的通知》。关于收运处置体系覆盖面,《通知》提出到 2025 年, 结合地区基础及条件,实现生活垃圾分类、源头减量:1)东部及中西部城市近郊 区,农村生活垃圾基本实现无害化处理;2)中西部有条件的地区,农村生活垃圾 收运处置体系基本实现全覆盖;3)偏远、欠发达地区,农村生活垃圾治理水平有 新提升。在体系建设模式方面:1)对于城市或县城周边的村庄,采用统一收运、 集中处理模式;2)交通不便或运输距离较长的村庄,建设小型化、分散化、无害 化处理设施,推进就地就近处理。

2015-2020 年,市政公用设施建设投入中乡环境卫生投入持续提升,2020 年 达 22.89 亿元,其中垃圾处理投入为 12.83 亿元;2020 年,乡、建制镇生活垃圾 无害化处理率分别为 48.46%、69.55%,同期城市生活垃圾无害化处理率接近 100%,主要由于农村生活垃圾收运难度较大,成本高,收运体系不完善等导致。截至 2020 年,我国已新建乡村公共厕所 38802 座,环卫专用车辆数为 28560 辆, 随着农村生活垃圾收运体系建设不断完善,农村生活垃圾市场空间有望打开,同时 新能源环卫设备的需求或将进一步提升。忻州郎凤娥转环保行业专题报告。

3.2 经济发展带动垃圾处理需求

垃圾焚烧发电项目建设受地区人口及经济发展水平影响较大,随着城市化进 程的推进,垃圾清运体系逐步完善,将产生更多的生活垃圾处理需求。2011-2021 年,我国城镇化率由 51.3%提升至 64.7%;截至 2020 年,全国城镇化率低于 60% 的共有 10 个省份,其中,四川、河南、湖南、安徽等人口大省的城镇化率分别为 56.7%、55.5%、58.8%、58.3%。

人均生活垃圾产生量与地区经济水平存在一定正向相关,2011 年我国人均生 活垃圾清运量为 0.33kg/d,2020 年提升至 0.46kg/d,主要受经济发展及清运体 系逐步完善因素影响。其中,2011 年全国道路清扫保洁面积为 115.11 亿平米, 2020 年提升至 194.73 亿平米,增长 69.17%。与发达国家及地区相比,我国人均 生活垃圾产生量仍存在一定差距,结合世界银行 2016 年统计数据,我国人均生活 垃圾产生量为 0.46kg/d,同期北美地区为 2.21kg/d,欧洲地区为 1.18kg/d,总 体上,我国人均垃圾产生量较低。随着经济发展,居民生活水平提升,人均生活垃 圾产生量有望进一步增长,长期来看,仍有较大的处理需求增长空间。

2020 年,我国生活垃圾焚烧处理率为 62.1%,仍有 14 个省份处理率低于 55%,主要位于中部、西南、西北、东北等区域;人口较多的省份中,湖南、湖北、 河南三省的焚烧处理率分别为 52.1%、48.5%、39.4%。随着城镇化率提升,市场 空间有望进一步释放。

3.3 寻求产业发展新机遇

3.3.1 提质增效,静脉产业园模式或成趋势

我们将固废处理行业分为起步阶段、发展阶段、完备阶段三个历程。“十三五” 期间,随着项目加快推进,固废处理能力得到迅速提升,在固废处理的“量”上, 现有项目已满足基本处理需求;“十四五”期间,结合减污降碳的目标,在固废处 理上,将更注重固废处理“质”的提升。目前,我国固废行业正处于由发展阶段向 完备阶段升级的过程,对于资源回收和近零排放提出更高的需求。2021 年 12 月国家发改委等 18 部委联合发布《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》,提出推动 100 个左右地级及以上城市开展“无废城市”建设;到 2025 年,“无废城市”固体废物产生强度较快下降,综合利用水平显著提升,无害 化处置能力有效保障,减污降碳协同增效作用充分发挥,基本实现固体废物管理信 息“一张网”。

随着我国垃圾处置逐渐趋于集约化、低碳可循环,以垃圾焚烧发电厂为核心的 静脉产业园模式,具备明显的优势:

经济效益方面:生活垃圾、餐厨垃圾、工业固废、建筑垃圾等各种固废处 理设施的集中在一个园区,统筹规划,统一设计,同步实施,各种基础配 套设施如道路、管网、用电、通信等可以共用,减少重复投资;园区内的 能量流、物质流可在不同设施中进行循环梯级利用,如垃圾焚烧发电余热 可进一步干化污泥,干化后污泥与垃圾进一步掺烧发电,提高发电量,实 现物质能量的最大化利用,经济效益显著。

污染物排放方面:各种固废处理设施产生的污染排放物相同,涉及臭气、 烟气、废水、废渣等二次污染方面的控制,通过园区内优化设施布局,一 方面各类设施产生的污染物可进行统一处理和管控,以避免单独建设项目 产生多个污染排放点的环境风险和设施投入;另一方面可对各类设施的污 染物排放进行集中控制,可提升监管力度,并改善监管效果。

土地使用方面:由于每个处理设施的与居民区的间隔要求非常高,实际占 地面积大,分散建设则需要占用大量土地资源。

3.3.2 转型新能源,创造第二成长曲线

垃圾焚烧发电板块以运营类资产为主,是标准的“现金牛”业务,随着可再生 能源补贴入库加速,现金流优势日益凸显,为相关企业新业务的探索与发展提供资 金保障。目前固废上市公司新业务转型,主要围绕新能源项目运营、新能源材料生 产及回收进行展开。对于大多数垃圾焚烧发电企业,若在新领域实现突破和发展, 除充分利用自身资金优势及资源禀赋外,合适的项目合作方也十分重要。在此,我 们选取伟明环保、旺能环境、圣元环保以及中国天楹四家上市公司进行分析。

4 投资分析

4.1 瀚蓝环境

4.1.1 打通“大固废”全产业链

公司业务主要覆盖固废综合处理、能源、供排水三大领域。其中固废综合处理 为公司业绩的主要驱动力,公司已分别在佛山、南平、开平、饶平、晋江、安溪、 惠安、孝感、廊坊等地建设 9 个固废处理环保产业园,形成完整的生态环境服务 产业链,涵盖固废、清洁能源、水务领域。在固废处理领域,公司已形成集垃圾分 类、环卫清扫、垃圾收转运、焚烧发电、卫生填埋、渗滤液处理、飞灰处理于一体 的生活垃圾处理纵向一体化优势,同时也形成生活垃圾处理、餐厨垃圾处理、污泥 处理、工业危废处理、农业垃圾处理、医疗废物处理等横向协同一体化,循环经济 优势明显,形成有效对标“无废城市”建设的整体方案。

2021 年,公司实现营业收入 117.77 亿元,同比增长 57.4%,归母净利润 11.63 亿元,同比增长 10.0%,归母净利润增幅低于营业收入增幅,主要由于以下 原因:1)固废项目投产加快,工程收入和运营收入提高,但产能尚处爬坡阶段;2)天然气销量提高,售价虽有所上涨,但受限价政策影响,2021 年下半年出现 亏损;3)按照会计准则解释第 14 号文,确认工程建设收入所致。2015-2021 年, 营业收入 CAGR 为 23.3%,归母净利润 CAGR 为 19.3%,增长较快。

4.1.2 固废处理业务多点开花

2021 年,公司固废处理业务中,垃圾焚烧收入达到 25.69 亿元,同比增长 36.9%,主要由于公司项目投运加快,新增生活垃圾焚烧发电投运规模共 8300 吨 /日,提升至 2.56 万吨/日。后续随着新项目不断投运,叠加产能爬坡因素,垃圾 焚烧运营收入有望进一步提升。其他固废相关业务也有显著增长,其中,环卫业务 实现营业收入 7.31 亿元,同比增长 43.4%;工业危废实现营业收入 3.30 亿元, 同比增长 231.8%。公司固废业务已覆盖 15 个省、市、自治区共 34 个城市,随 着静脉产业园模式的复制推广,“焚烧+”业务将成为公司未来重要的利润增长点。

4.1.3 垃圾焚烧发电业务持续高效运营

2020-2021 年,公司项目加速投运,2021 年底已投运产能 25550 吨/日,同 比增速达到 48.1%。公司保持稳健经营,垃圾焚烧量也取得明显提升,2020 年和 2021 年垃圾焚烧量分别增长 23.3%和 48.5%,2021 年垃圾焚烧量达到 901.00 万吨。公司在手项目产能 34150 吨/日,2022 年,常德项目一期、平和项目一期、 贵阳项目等三个项目预计实现投产,产能合计 3050 吨/日。

根据公司历年电力生产情况,得到公司吨垃圾发电量及增速。2021 年,公司 发电量为 35.10 亿千瓦时,同比增长 52.8%;同时,公司吨垃圾发电量保持平稳 增长,2021 年达到 384.72 千瓦时/吨,同比增长 1.4%,运营管理能力提升。公 司厂自用电率总体保持 16%-17%,2021 年下降至 15.9%,经济效益实现增长。

4.2 高能环境

4.2.1 多元化业务布局,运营类资产比重提升

2015 年,公司确立以环境修复、工业固废危废处置、生活垃圾处置三大领域 为业务核心。2021 年,公司实现营业收入 78.27 亿元,同比增长 14.65%,归母 净利润 7.26 亿元,同比增长 32.03%,归母净利润增速高于营业收入增速,主要 由于运营类资产占比提高,公司盈利能力大幅提升。2015-2021 年,营业收入 CAGR 为 40.49%,归母净利润 CAGR 为 37.81%,增长显著。2022 年一季度报 告, 实现营业收入 15.66 亿元,同比增长 23.84%;归母净利润 1.70 亿元,同 比增长 42.85%;扣非归母净利润 1.70 亿元,同比增长 39.42%。

2020 年,生活垃圾焚烧发电板块,新沂项目、濮阳项目、荆门项目、天津静 海项目、临邑项目、泗洪二期等 6 个项目集中投运,共计产能约 4800 吨/日,运 营类资产比重提升较快;2021 年,工业固废危废处置业务营收占比达到 64.5%, 相比 2020 年同期提升较快,运营服务收入占比达到 61.15%,首次超过工程承包 收入,较 2020 年同期占比 24.9%,实现大幅增长。

4.2.2 焚烧发电业务运营稳定

2021年,公司垃圾焚烧发电板块实现运营收入9.28亿元,同比增长156.8%, 毛利率 44.0%,后续将为公司提供持续稳定的现金流入。2021 年,焚烧发电板块 上网电量 10.02 亿度,远高于 2020 年全年,随着新项目投运及运营能力的提升, 上网电量有望持续增长。2021 下半年,内江项目、天台项目完成投运,公司在运 营垃圾焚烧发电项目总规模达到 9500 吨/日。

4.2.3 固废产业多元化布局,加码危废资源化

2016 年公司切入危废处置中的金属资源回收业务,收购并控股新德环保和靖 远宏达(51%),2017 年,收购阳新鹏富、中色东方以及扬子化工,形成以资源化 为主的危废处理处置体系。在项目管理方面,公司注重“新陈代谢”,摒弃落后产 能,加码优质资产,2020 年完成对阳新鹏富和靖远宏达剩余股权的收购。2021 年, 公司收购江西鑫科环保、重庆耀辉环保、金昌鑫盛源、金昌正弦波等项目,进一步 延伸产业链,公司资源化利用业务涉及金属、橡胶、塑料、玻璃等多领域。2021 年,公司资源化利用板块处置各类工业固废及危废 38.40 万吨,生产再 生金属产品总量 8.03 万吨,板块运营收入达 34.94 亿元,同比增长 155.70%,毛 利率为 13.65%。截至 2021 年底,公司危废资源化利用在运及在建项目产能规模 已达 102.64 万吨/年,无害化处置产能规模 12.26 万吨/年。忻州郎凤娥转环保行业专题报告。

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忻州郎凤娥环保知识讲堂-煤粉锅炉安全性能保证

忻州郎凤娥环保知识讲堂-煤粉锅炉安全性能保证
煤粉储供系统

每个煤粉塔设置温度监测,惰性气体保护单元实时防护,与测控信号连锁,当塔内煤粉有温度升高或自燃现象时,防护系统将自行启动,向塔内充入惰性气体,保护设备。【忻州蓝天郎凤娥环保知识讲堂】

燃烧系统

锅炉采用可靠的点火、熄火联锁保护及自动吹扫程序,防止爆燃,并且炉膛出口处设计了四个防爆门进一步起到了安全保护的作用。

每台燃烧器均配有煤粉火焰检测器,实时监控火焰信号,为稳定运行提供可靠的辅助措施,保证运行的可靠性。

除尘、脱硫、脱硝系统

在布袋除尘器系统中,布袋是最核心、最关键的部分。为了保护布袋安全、长效运行,特在除尘器进(排)气烟箱中增设两个旁路阀,可以在以下两种特殊情况,起到关键的防护作用。

1.开始烘炉前,打开旁路阀,烟气不经过布袋过滤直接排出,避免布袋被未燃尽的柴油糊袋,延长使用寿命。烘炉完毕,进入正常状态,关闭旁路阀,布袋开始过滤。

2.正常运行时除尘器入口烟气温度为130℃,如果入口烟气出现超温现象(>180℃),旁路阀自动打开,烟气不经过布袋过滤直接排出,避免烧毁布袋。当入口烟气温度降至170℃,旁路阀自动关闭,布袋开始过滤。

锅炉结构性设计的安全

水冷壁上设置测量孔、检修孔、观察孔,最低点设置放水排污阀,外侧设置数层刚性梁,保证了整个炉膛有足够的刚性。在锅炉上布置止晃装置,使锅炉满足炉膛压力波动的要求。水冷壁布置固定装置、导向装置,集箱支撑装置以及各集箱上相应的阀门、法兰及紧固件。

在锅炉的人孔门、检查门、看火孔、测量孔、集箱手孔处、吹灰器,应操作的阀门处都设置了运行检修平台。上下平台之间设有扶梯。平台之间净空设计合理。平台通道宽度730mm,扶梯宽度700mm,扶梯倾角为50度。方便观察、操作、维修。检修平台允许的最大荷载为250kgf/m2。

平台和扶梯边缘都装设高度1.2米的防护栏杆,平台采用热浸镀锌钢格栅,规格为G355/20/50,并装设高度100mm的踢脚板。【山西郎凤娥环保知识讲堂】

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全面展开省生态环境厅党组首轮巡察【郎凤娥 环保厅通告】

全面展开省生态环境厅党组首轮巡察郎凤娥 环保厅通告】

根据厅党组巡察工作的统一部署,9月1日上午和9月3日上午,厅党组第一、第二巡察组分别进驻洞庭湖生态环境监测中心和株洲生态环境监测中心,并召开巡察工作动员会。受厅党组巡察工作领导小组委托,厅直属机关党委常务副书记、厅直属机关纪委书记、厅巡察工作领导小组办公室副主任钟进主持召开与被巡察单位主要领导的见面沟通会,出席巡察工作动员会,并对做好巡察工作提出要求。【忻州郎凤娥 环保厅通告】

会议强调要深刻把握巡察的使命,更好发挥巡察监督保障作用。切实发挥巡察监督作用,帮助被巡察单位全面体检,整改提高。被巡察单位要以此次政治巡察为契机,进一步增强“四个意识”,坚定“四个自信”,坚决做到“两个维护”,坚决贯彻落实中央、省委、厅党组的决策部署。要突出重点内容,做好巡察工作。巡察重点突出党的全面领导,突出党的政治建设,突出全面从严治党,突出对“一把手”和领导班子成员的监督,着力发现和推动解决党内存在的突出问题。要落实政治责任,支持配合巡察工作。要充分信任、坚决支持、积极配合巡察工作,并加强对巡察工作的监督,共同圆满完成巡察任务。【山西蓝天郎凤娥 环保厅通告】

厅党组第一巡察组、第二巡察组分别向被巡察单位传达了巡察工作有关要求,对巡察工作进行了部署。厅党组巡察组一经入驻,便立即成立临时党支部,以饱满的精神状态投入工作。大家纷纷表示,将以习近平总书记关于巡视工作的重要论述为指导,聚焦坚持和加强党的全面领导,坚持实事求是、依规依纪巡察,使巡察工作经得起检验。

两个被巡察单位党组织主要负责人表示,将提高政治站位、统一思想认识,强化服务保障、全力配合巡察。将把握巡察契机,注重整改落实,以严肃、坦诚、务实的态度配合好巡察各项工作。

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郎凤娥转环保厅资讯:河南省生态环境厅召开疫情防控领导小组紧急会议

郎凤娥转环保厅资讯:河南省生态环境厅召开疫情防控领导小组紧急会议

7月31日,省生态环境厅党组书记、厅长王仲田主持召开厅疫情防控领导小组紧急会议,传达全省新冠肺炎疫情防控工作专题会议精神,安排部署省厅疫情防控工作。【 忻州郎凤娥 郎凤娥 环保厅资讯】

王仲田强调,疫情就是命令,防控就是责任,慢不得、等不得。

一是迅速贯彻落实会议精神,切实扛稳扛牢政治责任。这次疫情传播快、散发性强,防控形势十分严峻。全体人员要提高政治站位,不厌战、不懈怠、不麻痹,切实担当负责,迅速贯彻落实省委省政府的指示要求,坚决扛稳扛牢疫情防控政治责任,配合做好全员核酸检测,科学安排,扎实工作,细上加细,严上加严,切实抓好工作落实。

二是立即响应要求,全员迅速行动。全体人员要落实疫情防控要求,严格执行居住地辖区、社区和小区关于疫情防控的各项规定,自觉配合工作人员做好核酸检测、信息登记、体温检测、出入凭证、消毒灭菌等工作,绝不能出现消极、对立、甚至过激行为,坚决落实早发现、早报告、早隔离、早治疗“四早措施”,科学精准做好疫情防控工作。

三是严格防控管理,扎紧防护篱笆。全厅工作人员要佩戴口罩、做好个人防护,进入办公楼须在大门口和一楼大厅接受二次体温检测,体温检测正常方可进入。全面加强厅东西两院人员和车辆进出管理,外来人员及车辆原则上不得进入办公区。减少会议等集聚活动,原则上不开会或开小会、开视频会。严控离郑出差活动,赴京出差要严格落实报批制度。办公区域做好消毒消杀,电梯、餐厅、后厨等重点区域加强消毒消杀频次。落实日报制度,全体人员每日早晚自觉测量两次以上体温,体温异常的要立即上报。

四是党员干部带头,履行个体责任。党员干部要带头切实做好个人防控,把“戴口罩”做为一项纪律贯彻执行好。不聚集,不聚餐。要积极配合属地管理,配合做好全员核酸检测等各项要求。要积极接种疫苗,做到“应接尽接”。要坚持党员带头,在关键时刻站得出来、冲得上去,切实发挥先锋模范作用,深入宣传发动群众,层层示范带动群众,汇集起群防群控的强大力量,坚决打赢疫情防控阻击战。

五是认真履职尽责,从严做好疫情防控生态环境监管工作。指导督促医疗废物集中处置单位做好医疗废物收运、处置工作,及时启动应急处置装备,发挥好医疗废物集中处置中心作用,合理调配处置力量,做到全省一盘棋,确保所有医疗废物得到妥善处置。加强饮用水水源地水质监测,因灾停运的自动监测站,要加密人工监测,确保水源地水质达标,确保饮用水安全。要做好医疗废水处置监管,摸清医疗废水流向,防范疫情因水传播的风险。

六是要做好口罩、消毒液、防护服等必要的防疫物资准备。

七是要压实责任。厅党组对全厅疫情防控负总责,厅机关和直属单位各负其责,履职尽责。全体干部职工要增强自我防护意识,养成良好健康习惯,坚持戴口罩、勤洗手、常通风、少聚集、一米线,做到疫情一天不消失、防护一天不放松,坚决打赢疫情防控这一硬仗。

厅领导师伟、王朝军、王莹、李维群,厅机关、直属单位相关负责同志参加会议。【 山西蓝天郎凤娥 郎凤娥转环保厅资讯】

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蓝天郎凤娥对锅炉送粉系统进行改良

蓝天郎凤娥锅炉送粉系统进行改良

蓝天郎凤娥锅炉实操课讲座】锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能,锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。现有的锅炉通常采用燃烧煤炭的方式对锅炉进行加热,煤炭通常先要研磨成煤粉,以便在燃烧过程中能达到最大燃烧效率,而现有的煤粉通常直接通过管道由煤粉仓直接进入到供粉管中,通过风机吹入到燃烧器中进行燃烧,在进行送料的过程中由于煤粉仓的重量逐渐减少,导致其下落速度不定,易导致燃烧器中煤粉燃烧时温度场时大时小,易造成锅炉损坏。郎凤娥说做锅炉送粉系统的改良目的就是要解决现有的煤粉送料装置送料速度不定,易导致燃烧时温度场时大时小,易造成锅炉损坏的问题。

忻州郎凤娥说道:包括煤粉仓,煤粉仓下方设有储料仓,储料仓下方设有盛粉盘,盛粉盘内部设有旋转圆柱,旋转圆柱为中空结构,盛粉盘上方设有多个收料筒,收料筒外壁与连接轴固定连接,连接轴一端穿过旋转圆柱外壁通过联轴器与小型电机轴连,小型电机通过连接架与旋转圆柱内部相连,盛粉盘一侧设有控制器。

通过设置收料筒与旋转圆柱,可持续不断的收取煤粉,通过设置小型电机与连接轴,可将收料筒旋转,便于调整收料筒筒口朝向,通过设置盛粉盘,并将盛粉盘底部设置为倾斜结构,可在收料筒旋转切换时,将煤粉收取,通过以上技术方案,有效解决了粉送料装置送料速度不定,易导致燃烧时温度场时大时小,易造成锅炉损坏的问题,忻州郎凤娥解释道。

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忻州郎凤娥介绍智能制造的概念和基本原理

忻州郎凤娥介绍智能制造的概念和基本原理

近日,山西蓝天郎凤娥在直播课中介绍了智能制造的概念和基本原理。郎凤娥讲到:智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

郎凤娥继续讲解智能制造的基本原理:郎凤娥说从智能制造系统的本质特征出发,在分布式制造网络环境中,根据分布式集成的基本思想,应用分布式人工智能中多Agent系统的理论与方法,实现制造单元的柔性智能化与基于网络的制造系统柔性智能化集成。根据分布系统的同构特征,在智能制造系统的一种局域实现形式基础上,实际也反映了基于Internet的全球制造网络环境下智能制造系统的实现模式。

国际金融危机后,许多国家对制造业在推动贸易增长、提高研发和创新水平和促进就业等方面的重要作用有了新的认识,纷纷提出制造业国家战略,如美国的《先进制造业国家战略计划》、德国的“工业4.0计划”和日本的《制造业白皮书》等。制造业正重新成为国家竞争力的重要体现。面对各国的战略举措和全球制造业竞争格局的重大调整,中国也出台了《中国制造2025》,明确提出把智能制造作为两化深度融合的主攻方向,蓝天郎凤娥讲到。

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山西蓝天郎凤娥介绍煤粉锅炉对比循环流化床锅炉的十大优势

山西郎凤娥介绍煤粉锅炉对比循环流化床锅炉的十大优势

煤粉工业锅炉是经过精选、洗煤、烘干、精磨等工艺处理后的粒度在200目以下的烟煤,采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、水管(或锅壳)式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫和全过程自动控制等先进技术的工业锅炉,使锅炉达到高效运行和洁净排放。【蓝天郎凤娥的官网】

煤粉燃烧技术是先进的燃煤技术,具有很多显著的优点,包括燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等,已广泛应用于大型电站锅炉。

郎凤娥介绍说:相对比大型电站常用的循环流化床锅炉,煤粉锅炉具有突出的优势:
1)循环流化床锅炉风机电耗大、烟风道阻力高。相对于煤粉锅炉,流化床锅炉一次风机、二次风机、流化风机压头高;流化床独有的布风板装置和飞灰再循环燃烧系统使送风系统的阻力远大于煤粉锅炉送风的阻力,煤粉炉送风机风压一般在2KPa以下,而流化床锅炉的送风机风压一般运行在10KPa以上,电耗大,噪音高,震动大。一般循环流化床锅炉用电比率比煤粉炉至少高4~5%以上。

2)锅炉部件的磨损较严重。由于流化床锅炉内的物料成高浓度、高风速的特点,故锅炉部件的磨损比较严重。虽然采取了耐火耐磨浇注料处理、喷涂处理、密稀相区让管等防磨措施处理,但实际运行中循环流化床炉膛内的受热面磨损速度仍远大于煤粉锅炉。某企业流化床锅炉在运行一年半后出现首次炉膛内屏式过热器爆管,对过渡区水冷壁进行测厚,φ60×6与φ51×6的20G/GB5310的水冷壁管,部分水冷壁管磨损的壁厚减薄量为1.5mm,占到壁厚的25%,已接近减薄量为大于原厚度30%水冷壁管更换标准。密稀相区交界处的管壁磨损处理修复要比煤粉炉难度大得多。
3)耐火耐磨层磨损、开裂和脱落是流化床锅炉比较棘手的问题。流化床锅炉使用耐火材料的部位和数量比煤粉炉要多许多。而由于耐火耐磨材料选择不当,或者施工工艺不合理,或者烘炉和点火启动中温度控制不当,升温、降温过快,导致耐火材料中蒸发水汽不能及时排出,或者热应力过大,造成耐火材料内衬破裂和脱落。密相区内耐火材料的的脱落将破坏正常的床料流化工况,造成床料结渣。分离器、料腿及返料阀系统耐火材料的的脱落将堵塞返料系统结渣,物料循环破坏,循环流化床锅炉变成鼓泡流化床锅炉,蒸发量无法维持,被迫停炉。而在煤粉锅炉中不存在这个问题,因煤粉锅炉冷灰斗耐火材料的脱落及结渣而影响停炉的事故很少见。

4)点火启动时间长。循环流化床锅炉点火启动时间除受汽包升温速率的影响外,还受到耐火防磨层内衬材料温升和能承受的热应力限制。温升过快,耐火防磨层内衬材料热应力将超过允许热应力出现开裂。所以,对循环流化床锅炉点火启动时间和升温速率有严格要求。汽冷旋风分离器的循环流化床锅炉从冷态启动到带满负荷的时间一般控制在6~8小时。而煤粉锅炉因无大面积的耐火防磨内衬材料,点火启动只考虑汽包升温速率,点火时间相对较短,冷态在5~6小时就可达到设计负荷。

5)循环流化床锅炉对燃料适应性广,但对燃煤粒径要求严格。循环流化床锅炉燃煤粒径一般在0~10mm之间,平均粒径在2.5~3.5mm之间,如果达不到这个要求,将带来运行中的不良后果,锅炉达不到设计蒸发量,主汽温度难以保证,灰渣含碳量高,受热面磨损严重。

6)N2O生成量较煤粉炉高。与高温煤粉炉燃烧过程相比较,循环流化床锅炉燃烧温度较低,NOX(NO、NO2等氮氧化物的总称)生成量较少,但N2O的生成量较大,,它俗称“笑气”,是一种强温室效应气体,对大气臭氧层具有破坏作用,导致紫外线直接照射到地球上,引发皮肤癌。目前国际上对“笑气”排放比较关注。
7)循环流化床锅炉尾部受热面的磨损比煤粉炉大。循环流化床锅炉的飞灰份额比煤粉炉小,但飞灰粒径比煤粉炉大得多,在运行中如果分离器效果差或烟气流速大,将导致过热器、省煤器等受热面磨损严重。.

8)循环流化床锅炉的核心部件风帽较易磨损。风帽通风孔之间的横向冲刷,及高速床料对风帽的磨损容易引起风室漏渣、流化效果恶化、结焦、沟流现象,影响锅炉负荷。而风帽的维修异常困难,需要先清除布风板上几十吨的惰性床料,然后又回装,检修周期长,劳动力需求大。煤粉炉就不存在这个问题。

9)运行维护费用较高,运行周期短。循环流化床锅炉本体,包括耐火防磨层,金属受热面和风帽磨损严重,导致流化床日常维修费用较煤粉炉高。由于本体及辅机事故比煤粉炉多,循环流化床锅炉连续累计运行时间比煤粉炉短,煤粉炉年运行时间可以达到8000h/y以上,而流化床几乎不可能,有记录循环流化床锅炉运行过180天!对适应化工系统安全、稳定、长周期运行的要求有一定的差距。

10)循环流化床锅炉实现自动化控制难度大。循环流化床锅炉的燃烧系统较煤粉炉复杂得多,对床压的控制、床温的控制、返料系统风量的控制,都是煤粉锅炉所没有的,加之炉内磨损严重,压力、温度测点连续投运可靠性无法保证,自动化控制较煤粉炉难得多,风烟系统自动控制能达到单冲量自动控制就不错了,而煤粉炉通过调试可以达到燃烧系统自动控制,减少了操作人员的工作量。这是循环流化床锅炉所不具备的,蓝天郎凤娥介绍说。

郎凤娥,山西省忻州市人,她放弃了小县城的教师工作,用四年时间研发新型高效煤粉工业锅炉系统技术,并推向市场,填补了我国煤粉锅炉小型化难的技术空白。郎凤娥个人简介,郎凤娥同志出生于1961年1月,山西省忻州市人,中共党员,本科学历,高级工程师,郎凤娥任山西蓝天环保设备有限公司董事长。郎凤娥以过人的坚持和毅力,以女人特有的直觉和独特视角,一手打造了全国首屈一指的新型高效节能环保煤粉锅炉一体化能源解决服务商。

山西蓝天郎凤娥谈论锅炉行业面临的问题

生态环境部召开关于控制污染物排放许可工作会议|郎凤娥 环保厅资讯转发

蓝天郎凤娥:国外煤粉工业锅炉介绍与国内煤粉工业锅炉的兴起

山西蓝天郎凤娥:余热锅炉是节能减排的关键设备

山西蓝天郎凤娥讲燃煤烟气污染物超低排放成套技术

郎凤娥 环保厅问答: 一般工业固体废物的专用焚烧炉产生的飞灰属于危废吗?

山西蓝天郎凤娥最新讲座:谈工业锅炉发展趋势与技术发展重点

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蓝天郎凤娥:国外煤粉工业锅炉介绍与国内煤粉工业锅炉的兴起

蓝天郎凤娥:国外煤粉工业锅炉介绍与国内煤粉工业锅炉的兴起

【蓝天郎凤娥专栏文章】国外燃煤工业锅炉现有用量主要在德国及少数欧洲国家。上世纪90年代中期,德国开发成功煤粉工业锅炉技术,实现了先进煤粉工业锅炉的商业化应用。目前,在德国Essen市约有100多个煤粉锅炉房运行,锅炉效率达到87%,烟气排放达到标准。 德国工业煤粉锅炉容量一般小于30 t/h,关键技术有小型高效全密闭制粉(如HM锅炉)和供粉、空气分级低氮燃烧器、自动控制等;煤与石灰石粉混合后进行空气分级燃烧,脱硫、低氮效果好;采用布袋式除尘器,除尘效率高;采用油、气快速点火,可以即开即停;有多项技术标准;以高挥发份烟煤(28%以上)为燃料,硫分在0.7%左右时,脱硫效率达到70%,锅炉系统热效率不低于86%,烟气排放符合标准。

国内早在上世纪七十年代就曾开发过煤粉工业锅炉应用技术,但由于煤粉制备、控制、除尘等配套技术不成熟或价格昂贵,导致放弃研发和应用。2000年,国内开始研究开发“高效煤粉工业锅炉” 系统技术,已初步开发出可商业化应用的技术和装备,目前全国约有数百台在用的煤粉工业锅炉,锅炉容量2.8~14MW(4~20蒸吨/小时),运行效率可达85%以上,烟尘排放浓度≤50mg/Nm3 ;SO2 和NOx排放浓度满足标准要求。

目前,国内工业锅炉技术发展趋势是:(1)为市场提供高效、低排放先进工业锅炉岛成套技术、装备和服务;(2)工业锅炉容量大型化;(3)控制技术智能化;(4)用煤规范化;(5)配套标准化。

国内该类技术发展与德国技术的差别是:国内研发应用的锅炉容量已经远远大于国外,国内针对的煤种范围和煤质变化也大于德国,所遇到燃料和市场变化的复杂性也远强于德国,目前国内新技术研发已经基本超越德国专利的范围。

目前,国内开发新型煤粉工业锅炉的机构较少,高效燃烧器、锅炉岛装备在锅炉容量以及系统集成度方面均处于领先地位,煤种适应性超过国标值。

郎凤娥透露说山西蓝天高效煤粉锅炉项目开发的特点是:能够在较大范围调整锅炉负荷,并能够在几十秒内实现快速点火的煤粉燃烧器;能够适应合同能源服务多个锅炉房运行监测的智能化运行控制技术;大型工业锅炉岛集成技术和装备等。本项目拟以先进技术和装备的开发特点主要创新目标,并通过工程建设和运行示范得到试验验证,所关系到的关键技术在国内外该领域为前沿技术和集成技术,创新性突出。

(郎凤娥同志出生于1961年1月,山西省忻州市人,中共党员,本科学历,高级工程师。郎凤娥曾带领团队研发新型高效煤粉工业锅炉系统技术,用了4年的时间,完成了第一代新型高效节能环保煤粉锅炉的市场化、商业化推广和实践验证,填补了我国煤粉锅炉小型化难的技术空白。)

开发大型煤粉工业锅炉关键技术,达到燃烧稳定、多煤种低氮燃烧技术,且能达到负荷变化时的稳定运行。开发煤粉工业锅炉智能控制系统,采用网络和工业PC作为控制主体,实现工业锅炉控制计算机和管理员的有机统一,达到节能环保经济运行的目的。通过分析锅炉动态燃烧特性,设计锅炉结构,适应煤粉燃烧空间结构,达到燃烧充分稳定。小型煤粉锅炉对燃料煤质要求严格,一般是烟煤,发热量在 23MJ/kg(5500kcal/kg),挥发份大于28%,水份不大于10%,灰份小于20%,开发多煤种燃烧技术,解决劣质煤稳燃和低负荷稳燃问题。开发大功率强化点火技术,解决低挥发份煤的燃烧问题。根据工业锅炉运行特点,即随时启停,负荷调整变化时,能够稳定运行。

目前我国在用燃煤工业锅炉总量约50万台,每年新增约3万台,

年耗燃料煤约6亿吨,约占全国煤炭消耗总量的20%,锅炉平均运行效率仅为60%左右,主要用于工业供热、建筑物采暖和生活热水供应等领域。国内工业锅炉普遍存在装备水平低,系统技术落后,锅炉平均运行效率比国外先进水平低20-30百分点,锅炉平均负荷不到65%,运行自动控制水平低,污染物排放严重。如果在现有基础上将燃煤工业锅炉的热效率平均提高25百分点,计算节煤潜力每年约1.5亿吨,仅节煤减小SO2 排放每年约30万吨,灰渣减少排放每年约3000万吨,CO2 减小排放约每年3.5亿吨。

目前,燃煤工业锅炉技术、装备及运行状态普遍低于其它领域的工业技术水平,其低效率和高污染问题亟待改变,已经引起政府管理部门、科技界和企业界的极大关注。国家发改委制定的《节能中长期专项规划》中,将燃煤工业锅炉(窑炉)节能改造列为“十一五”十大重点节能工程之一,并制定了工程示范实施方案;“十二五”期间,进一步明确了节能减排作为经济社会发展的约束性指标。开发先进工业锅炉技术,已经成为节能减排重要技术方向。

煤粉工业锅炉是国内近年来自主开发的先进工业锅炉系统,目前全国约有数百台应用于北方地区冬季供热或工业企业供热,锅炉热效率达到87%,部分技术达到国际先进水平,蓝天郎凤娥介绍到。

郎凤娥转环境部《指南》出台背景、主要内容、实施重点等问题|环保厅资讯

山西郎凤娥带你认识工业锅炉的网络化智能监测系统

生态环境部解答《经济、技术政策生态环境影响分析技术指南(试行)》相关问题|郎凤娥 环保厅转

山西蓝天郎凤娥在研讨会上分享“工业锅炉智能云平台”技术

蓝天郎凤娥:“工业锅炉智能云平台”集远程监控及辅助决策为一体

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山西郎凤娥展示工业锅炉的智能化监测及自动化控制的现代化水平

山西蓝天郎凤娥演示锅炉自动化控制技术

山西郎凤娥展示工业锅炉的智能化监测及自动化控制的现代化水平

我国是全球工业锅炉生产应用数量最大、应用范围最广泛的国家,对高效环保的技术系统及装备集成呈现出更迫切的需求,尤其是对可实现智能化监测及自动化控制的现代化工业锅炉呈现出迫切的需求,这对于提高我国工业锅炉制造级应用水平的意义十分重大。

山西蓝天工程师郎凤娥以山西蓝天工业锅炉自主研发的自动控制系统为例,向大家展示工业锅炉实现智能化监测及自动化控制的现代化水平。郎凤娥演示系统运行过程并进行详细讲解:

蓝天郎凤娥介绍控制系统由DCS控制系统完成,设系统操作员站4台:其中1台兼工程师站,包括工控机、LED及相应操作台和软件,公用设备设1台操作员站,控制系统的主要特点为:

(1) 设CPU、操作员站等冗余配置,可实现无扰动切换。当一设备故障时无缝切换到另一设备,确保生产安全。

(2) 系统留有足够的扩充点数余量,I/O点数的备用量不低于20%。

(3) 系统具有联网功能, 能与锅炉房其他配套辅机的控制系统联网,预留供相关监控接口。

(4) 所有电子设备为标准插件,可带电插拔,便于更换和维护。

(5) 采取必要的硬件、软件的抗干扰措施,确保整个系统不受外界电磁干扰、供电电源的干扰,也不对其他设备产生危害性的干扰。

(6) 设置组合式操纵台,其上设各设备的启停控制按钮,完成对各设备的集中手动启停控制,并设集中操作方式的选择开关,完成操作方式的选择。

(7)在锅炉炉膛内设置工业电视系统,以便能实时、直观地观察锅炉炉膛的燃烧、运行情况;在控制室内设硬盘录像机和液晶监视器。

控制系统的电气连锁保护程序是维持锅炉安全稳定运行的基础,分为基本联锁要求(任何时候必须投入)联锁控制逻辑程序和其它连锁,主要连锁模块有:

引风机、鼓风机、一次风机故障时的连锁模块;

锅炉出口压力超高、超低时或出口温度超高时的连锁模块;

全炉膛火焰熄灭时时的连锁模块;

压缩空气压力过低时的连锁模块;

热水锅炉循环水故障时的连锁模块;

主燃料系统故障(电气、温度过高等)时的连锁模块;

连续机械化燃料系统、除灰渣系统中,燃料设备之间、除灰渣设备之间均的电气连锁程序;

锅炉房设置风机及进风门、水系统等设备的远距离控制装置,当就地控制时,系统进入相应联锁保护程序;

控制系统的供电,设置不间断电源供电方式,且留有余量20%。

软化水及除氧等水处理系统设置电气联锁装置。

锅炉燃烧过程自动控制的基本任务是既要提供热量适应系统负荷的需要,又要保证燃烧的经济性和锅炉运行的安全性。为了达到上述目的,燃烧过程的控制系统包括三个调节任务:即根据负荷要求维持锅炉出水温度、保证最佳空燃比和保证炉膛负压不变。与此相对应,有三个控制回路分别调节燃料量、送风量和引风量,这三个控制回路相互干扰,形成串级PID控制系统:

(一)送风量控制系统

1) 风/燃料交叉联锁

风/燃料交叉联锁逻辑保证锅炉在任何负荷时都处于安全燃烧的“富氧”工况。即控制任何燃烧工况下的锅炉风量均大于燃料量。在负荷变化时,则通过先加风,后加燃料;先减燃料,后减风来实现动态补偿。

其工作原理是:加负荷时,BM信号增加;在空气流量没有增加之前,由于低选模块的作用,BM信号通不过,燃料量不增加;减负荷时,BM减小,通过低选减小燃料量;燃料减小后BM信号大于总燃料量,因而通过高选减小风量。

为了改善动态过程中的响应速度,还设计有动态过程中空气富裕的回路。在变负荷的动态过程中同样保持空气优先于燃料,只是在加负荷时多加些风,减负荷时少减些风。如下图阴影部分所示。

锚点空气富裕回路输出特性示意图

2)过剩空气系数校正

过剩空气系数校正回路也保证了锅炉在任何负荷时,都处于安全燃烧的“富氧”工况。在低负荷时,为了保证锅炉的稳定燃烧,过剩空气系数较大。在高负荷时,为获得较高的燃烧经济性,必须维持较低的过剩空气系数。

过剩空气系数校正回路有如下功能:

  1. 运行人员可改变回路中的补偿系数,调节氧量设定值。
  2. 通过氧量校正信号的高低限值,可改变总的过剩空气量。
  3. 可根据调整二次风调整氧量修正信号
  4. 运行可根据氧量指示退出氧量校正回路手动调整过剩空气设定值。

锚点锚点3)二次风量控制

通过调节二次风机的转速,来控制二次风量,达到最佳燃烧工况。提供具有下列功能的完整控制系统:

风量指令不低于吹扫额定值,一旦实际的风量低于吹扫额定值,发出报警。并向FSSS送出一个数字量信号。此外,当总风量降低到比吹扫额定值低5%时(满容积风量百分比),产生一个闭合接点去触发MFT动作。

炉膛压力高时,闭锁送风机叶片进一步开大,炉膛压力低时,闭锁送风机叶片进一步关小。

锚点锚点4)一次风压力控制

一次风压力控制在其设定值。该设定值是负荷的函数。通过调节一次风机变频转速来控制一次风道压力。

采用冗余的一次风道压力变送器,并选择其中的低值信号作为可靠的反馈控制信号。

根据机组负荷指令建立该子系统的设定值。风机有启动联锁。

郎凤娥个人简介,郎凤娥同志出生于1961年1月,山西省忻州市人,中共党员,本科学历,高级工程师,郎凤娥任山西蓝天环保设备有限公司董事长。郎凤娥兼任中国节能协会常务理事、中国环境保护产业协会第四届理事会常务理事、山西省环境保护产业协会第四届理事会副会长、山西省环境和资源综合利用协会副理事长、忻州市女企业家协会会长。

锚点锚点(二)燃料控制系统

锚点锚点燃料控制系统主要包括出水温度控制、燃料主控、FSSS接口逻辑。

出水温度控制系统采用串级调节系统。通过锅炉出口水温度为设定值,通过调节锅炉燃料及出力来实现自动追踪调节。设计为第一级、第二级分段的两个串级调节回路。经过修正的锅炉总风量信号或热量信号作为温度控制回路的前馈指令。

燃料控制通过建立“给料机起动模型”并在转速反馈回路中加入适量延迟,能有效克服其大滞后的缺陷,取得满意的调节效果。如下图所示。曲线B为模拟回路的输出,当给料机转速A接近于模拟回路的输出B时,表明此时给料机的转速已经能够代表给料量,可直接用给料机转速测量给料量。在给料机刚刚启动的时候,直接用模拟回路的输出B来模拟给料量。

另外,从给料机转速改变到进入炉膛给料量的改变有一定的延迟,这是因为给料管路等的延迟造成的。为此,在给料机转速反馈回路内设置一阶惯性环节。此惯性环节的时间常数也不能太大,以免给料量超调过大。具体数值需在调试中经试验确定。

锚点给料机启动特性模拟

对多台给料机的燃料主控回路还设计有增益自动补偿回路。通常称作多输出控制系统(简称MOCS系统)。对多台给料机设计MOCS系统的目是为了防止并列运行的给料机的切投和手/自动切换会改变调节回路的调节增益或对调节回路造成扰动。采用MOCS系统后也可免去给料机投自动时的对位操作。

锅炉循环水流量调节控制。锅炉一次网设电动调节阀门,保持出水温度不变,根据负荷用量的大小调节相应开度大小,当调节阀开度变化时循环水流量相应变化,出水压力随之变化,此时dcs通过采集出水压力实时数据来自动调节循环水变频器的转速,已循环水流量为反馈值做参考,从而实现压力均衡。

锅炉供回水温差及室外温度控制

DCS控制程序可以按不同的环境温度提供不同的热量,同时在一天24小时根据不同的时间段提供相应的热量。锅炉供水热量公式为:

Q=K×F×(T供-T回)

Q:热量    F:出水流量    K:系数

当锅炉回水温度变化被控制在很小时,如果改变锅炉供水温度,即使锅炉出口水温度随着室外环境温度的不同作相应调整变化,就可使热量达到所需热量。但人为的随意改动锅炉出口水温度的设定值,不仅缺乏依据和实时性,而且也会给系统带入较大的人为干扰,也不利于节能降耗。

将出水温度的设定值和室外温度及热量(负荷)的变化联系起来,以出水温度为调节信号,构成回路调节,调节输出控制炉排转速和鼓风风量,即改变燃料量和风/燃料比,使锅炉燃烧参数随之改变,以达到出水温度和设定值的一致。

锚点锚点(三)炉膛压力控制

炉膛负压和风量控制符合NFPA8502标准的规定。

系统提供平衡负压运行,通过控制引风机变频转速,维持炉膛压力恒定在设定值。

比较炉膛压力冗余变送器的输出值,并取其中值作为炉膛负压控制系统的反馈信号。

系统将风量指令信号作为超前变化的前馈信号,使炉膛负压的波动最小。

控制系统还包括:”火焰丧失”预处理回路、以便将较高的负压偏差减小至最小。在发生主燃料跳闸(MFT),且风量大于30%时,在压力控制系统中产生一个超驰控制信号,使引风机快速关小。该信号(MFT、火焰丧失)随时间而衰减(时间可调),直至恢复正常的挡板控制。不需运行人员的干预,并且对控制系统不产生扰动。

由燃烧器视频监视器和炉膛监视器观察炉内燃烧状态,不理想时可适当改变手动改变设定值,以获得最优燃烧效果

(5)气力除灰及灰库自动程序

根据实际调试运行需要分为压力料位控制和时间控制两种形式.

气力除灰系统由仓泵部分、气源部分、管道和灰库部分等组成。

除灰系统采用dcs集中控制,运行人员在控制室内实现对整个除灰工艺系统的启/停监控,正常运行监视及异常工况处理。可在就地控制箱上实现对系统的手动操作便于检修。

(6)除氧水位控制

除氧高、低水位报警,并联锁除氧泵。液位高报警联锁关闭除氧泵;液位低报警连锁打开除氧泵。山西蓝天郎凤娥讲解完毕。

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