在2026(第十三届)上海固废热点论坛上,E20环境平台固废产业研究中心主任、首席研究员,焚烧双百、有机双百标杆行动执行理事 潘功 博士,重磅发布行业首部《垃圾焚烧设备管理专题报告》。报告主要聚焦垃圾焚烧运营时代设备管理问题,从安全角度构建了一套设备系统安全风险分级标准,并且通过分级管控的方式借助智能化手段为设备引发的安全问题提供全新思路,为垃圾焚烧行业的安全稳定运营提供保障。
发言嘉宾:潘功E20环境平台固废产业研究中心主任、首席研究员、焚烧双百、有机双百标杆行动执行理事
01.后BOT时代:垃圾焚烧竞争下半场,设备管理定义运营新高度
我国垃圾焚烧行业经过二十余年发展,已取得突破性进展。从全球范围看,我国已建成垃圾焚烧厂1129座以上,日处理能力超过116万吨,约占全球总处理能力的60%,规模远超欧美日等国家和地区总和,稳居世界领先地位。
垃圾焚烧发电厂作为保障城市民生的重要公共基础设施,属于典型的重资产行业。电厂整体运营高度依赖各类专业设备,设备投资占项目总投资的绝对比重。行业数据显示,垃圾焚烧厂超70%的非计划停炉事件由设备故障直接引发。这类停炉不仅会直接拉低年度垃圾处理量与发电量,减少企业运营收益,还可能伴随机械伤害、蒸汽泄漏等安全风险,威胁作业人员生命安全,同时触碰环保合规红线。并且设备检修位过渡依赖人员经验,主要决策率偏高,设备过修或欠修的问题非常突出。
从存量项目现状来看,早期投运的垃圾焚烧项目普遍面临设备老化、传统运维模式粗放的双重难题。垃圾焚烧生产过程本身伴随高温高压、有毒烟气、腐蚀性介质等多重风险源,设备故障不仅会提升检修作业的安全风险,更会放大全流程安全隐患。因此,在后BOT时代,将设备管理的安全标尺转化为效益增量,成为当下全行业寻求高质量发展的必答题。
02.垃圾焚烧设备管理标准体系不完善,安全风险短板突出
垃圾焚烧厂现行设备分类差异较大,行业内缺乏统一的分类标准。设备管理的目的在于确保企业设备的正常进行,提高设备利用率,优化资源配置,减少故障损失,保障生产安全,以及提升整体的经济效益。通过对设备进行分类,可以更加精确地识别和管理不同风险等级的设备,从而实现对设备资源的合理利用和高效管理。
从公开调研可以发现,目前行业内主流的设备重要性分类标准主要分为以下四类:
1)按故障对机组运行的影响程度划分,分为主机设备、重要辅机、一般辅机,其中主机设备直接决定机组启停,重要辅机影响机组负荷与运行稳定性,一般辅机对运行影响较小;
2)按故障影响等级划分,分为一级设备、二级设备、三级设备,一级设备故障将直接导致机组停运或重大安全环保隐患,二级设备故障影响机组正常负荷,三级设备故障可通过临时处置保障机组运行;
3)参照火电行业成熟的设备管理体系。这是一种常用的设备管理方法,它根据设备的生产力、价值、维修、安全等方面进行评分分类。垃圾焚烧作为小型火电厂,两者在热能转换、蒸汽发电、高压设备管理等核心工艺和设备方面有很高的相似性。
4)参照《生活垃圾焚烧厂检修规程(CJJ231-2015)》规范要求,分为主要设备与
辅助设备,主要设备为保障焚烧工艺连续开展的核心设备,辅助设备为工艺配套、辅助生产的设备。
综合来看,虽然各家企业的设备分类存在一定的差异,设备分类管理主要考量了生产因素、安全因素、检修因素、经济因素、备用因素、备品备件因素等因素。这种分级有助于企业更有效地管理和维护设备,确保生产的连续性和安全性。由于垃圾焚烧厂环境恶劣,充斥各种气体中毒、机械伤害等风险,安全因素往往是焚烧厂生产运营中需要重点关注的项目。
通过公开调研得知,垃圾焚烧厂的主要安全易发场景包括垃圾卸料平台、有限空间作业、锅炉泄露爆管、炉膛清焦作业、高空作业、设备故障、外来人鱼管控和液压油泄漏等场景,从中可以发现,垃圾焚烧厂的主要安全易发场景多数关联设备故障。垃圾焚烧主要安全事故易发场景,多数关联设备故障。并且随着项目运行时间的延长,设备老化程度严重、故障频率频繁,设备安全所带来的成本也呈现逐年上升趋势。也就是说,管理好设备其实就是在控制安全风险。
垃圾焚烧行业安全事故高发,设备检修环节风险突出。根据E20研究院不完全统计,2010—2026年间垃圾焚烧行业累计发生26起安全事故,合计伤亡67人,直接经济损失超过7000万元。从事故类型看,中毒窒息占比最高,达到31%,这与垃圾焚烧厂本身的工艺特性高度相关。垃圾池、渗滤液沟道间、渗滤液提升泵房、厌氧罐、调节池等均属于典型的有限空间,内部长期积聚硫化氢、甲烷、一氧化碳、氨气等有毒有害或易燃易爆气体,一旦人员频繁进入这些区域进行检修、巡检、清淤,极易引发中毒窒息甚至爆炸事故。从事故发生的场景看,渗滤液系统与垃圾坑是主要的重灾区,尤其是厌氧系统、调节池、沟道间、检修井、泵房等区域,既可能积聚硫化氢、甲烷等危险气体,也存在积液、缺氧、有限空间和非防爆电气等复合隐患;垃圾坑则因垃圾长期厌氧发酵,底部与角落持续释放高浓度硫化氢,坑顶沼气又会排挤氧气,形成下毒上窒息的双重夹击。从事故发生的环节看,检修环节占比居高不下,占比达到58%,这与正常运行时工艺系统处于受控状态、而检修期需要打开管道、进入有限空间、进行动火作业密切相关。
03.“六大维度”构建垃圾焚烧设备系统安全分级逻辑
在上述背景下,E20研究院联合垃圾焚烧企业与优质供应商联合构建了一套以安全为导向的设备安全风险分级标准,通过综合考量人员安全、环境安全、检修安全、经济损失、检修成本、劳动强度等六个维度,在每个不同维度进行风险划分,最终的目的是通过智慧安全监管的普及与应用,实现人员安全智能管控、设备状态智能监测以及环境风险实时监控。
I级风险设备系统:该类设备系统故障极有可能引发重大人员伤亡、重大环境污染事件,检修作业风险突出极有可能造成严重经济损失或灾难性后果。且故障检修服务成本高、人员劳动强度高的设备系统。
II级风险设备系统:该类设备系统故障可能引发较大人员伤亡、中度环境污染事件,设备检修作业风险较高可能造成较大经济损失。且故障检修服务成本较高、人员劳动强度较高的设备系统。
III级风险设备系统:该类设备系统故障可能引发一般性人员伤亡、轻度环境污染事件,设备检修作业风险可控可能造成轻微经济损失,影响范围有限。且故障检修服务成本相对可控、人员劳动强度低的设备系统。
从上图可以清晰地看出,以安全为导向的设备分类体系彻底打破了传统管理仅依据设备功能地位(主要、辅助、一般)划分的固有逻辑。在I级风险设备系统中,除了涵盖主要设备外,更将大量传统认知中被边缘化的辅助及一般设备纳入其中。实践表明部分非主要设备其故障引发的中毒窒息、爆炸风险往往比主要设备更为直接和剧烈,因此必须将其提升至最高管控优先级。II级风险设备系统则聚焦于那些具有高度隐蔽性的风险源,典型如部分压力容器与复杂管道的连接部位,这类设备虽不显眼,但长期承受压力与腐蚀,易成为“沉默的隐患”,故需重点强化定期维护保养与无损检测,严防突发性失效。至于III级风险设备系统,其风险程度相对较低且可控,主要通过标准化的常规监测与控制措施即可实现有效覆盖。
总体而言,以安全为导向的设备分类逻辑将风险管理前置,不再唯“设备重要性”论,而是真正回归到“风险本质”,实现了安全管控资源的精准配置。
04.以设备安全分级撬动存量资产高质量运维
立足垃圾焚烧设备安全分险分级逻辑,企业可通过共性设备归类、场景化分级治理、智能化闭环管控的精细化管理模式,全面提质增效设备安全管控水平,从源头筑牢有限空间安全生产防线。
有限空间系统
垃圾焚烧厂有限空间是典型的高危作业场景,这类空间形态常规、位置隐蔽,内部叠加缺氧窒息、有毒有害气体积聚、易燃易爆介质泄漏、淹溺、机械损伤等多重耦合风险,具有隐患隐蔽性强、事故突发性高、后果危害性大的显著特征。单一防护手段与传统管理模式难以从根源上化解安全隐患,必须依托系统化、智能化的整体解决方案,实现全域风险的闭环治理。
垃圾焚烧行业安全事件频发,其中气体中毒事故占比居高不下。据统计,2013 年至今,垃圾焚烧行业累计发生 11 起气体中毒事件,事故高发场景集中在渗滤液处理系统与垃圾坑区域,硫化氢、甲烷是引发事故的主要致险气体。因此,有毒有害气体的精准、稳定监测,是支撑垃圾焚烧厂安全运营的核心基石。
当前,垃圾焚烧行业有毒有害气体监测多采用电化学传感器,但厂区普遍存在的高温、高湿、强腐蚀恶劣工况,极易导致电化学传感器出现数据漂移、误报漏报、校准频次高等问题,叠加定期校准成本高、设备使用寿命短等短板,整体推高了监测体系的运维成本,行业亟待实现监测技术与手段的迭代升级。
两山智联 易察 激光气体监测解决方案,基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,可实现有害气体浓度 ppb~ppm 级的全域实时监测、动态溯源与趋势预判,既能够满足合规监管要求,留存完整可追溯的安全数据台账,又可反向赋能现场工艺优化与生产调度调整,实现安全管控升级与生产效益提升的双向赋能。同时,方案配套搭建远程数字化监管体系,可对有限空间内各类设备开展无人化远程巡检、在线状态研判与全生命周期动态管控,大幅压缩人员现场作业频次与高危区域停留时长,在有效规避人员作业风险的同时,降低设备损耗、延长设备使用寿命,实现设备高效运维与人员安全防护的双重保障。
激光气体监测技术凭借测量精度高、灵敏度强、响应速度快、环境适应性好、运维工作量低等核心优势,在筑牢安全监管防线的同时,可在运营环节连续采集关键气体与工况数据,为运行状态分析、设备健康诊断与智能运维升级提供前置数据支撑。通过便携遥测式激光检测仪、泵吸式激光监测系统、固定反射式激光气体遥测仪、固定扫描式激光气体遥测仪、原位贯穿式激光
气体分析仪、点式激光探测器、无源激光点式可燃气体监测系统等多形态产品组合,可构建适配不同场景的分层气体感知体系,为厂区安全管控、运行效能分析与智慧化运营提供高可信的数据底座。
转动类设备
转动类设备作为垃圾焚烧厂数量最为庞大、分布最为分散的“毛细血管”,其运维模式正经历从“被动抢修”向“主动免疫”的深刻变革。面对一次风机、二次风机、
引风机、各类泵组等高转动设备带来的机械伤害、高温烫伤及有限空间误入风险,传统的定期停机检修与就地人工巡检已难以满足高安全标准,亟需引入基于大数据与机理模型的预测性维护体系。通过在设备轴承、齿轮箱等关键部位规模化部署高精度温振复合传感器,构建全域感知的数字孪生体,可将设备运行的物理信号转化为可视化的健康指数,从而在故障萌芽期精准识别潜在隐患。这种技术路径的核心价值不仅在于将非计划停机时间压缩至最低,更在于它从根本上重塑了人机关系。通过远程诊断替代人工近距离接触,通过趋势预警替代解体大修,极大限度地减少了人员进入高危区域的频次与滞留时间,规避了因设备突发故障引发的次生灾害风险。
电气设备
电气设备是垃圾焚烧厂的核心组成部分,贯穿于垃圾接收、焚烧、热能发电、烟气净化及全厂辅助设施供电等全过程。确保全厂的供电、驱动、控制、保护与监测,确保焚烧、发电、烟气处理、渗滤液处理等工艺流程安全、稳定、连续运行。电气设备的可靠性、自动化水平和安全防护能力,直接决定了电厂的运行效率、经济效益和环境效益。
针对这类设备通过应用电力自动化技术、计算机技术和信息传输技术,集保护、监测、控制、通信等多功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统,可实现对变电站方位的控制和管理,满足变电站无人或少人值守的需求,为变电站安全、稳定、经济运行提供了坚实的保障。
实时监测电流、电压、温度、绝缘、振动等状态,提前发现隐患。支持远程巡检、远程监控,减少人员进入有限空间、垃圾仓等危险区域。记录运行数据,为故障诊断、维护计划、能耗分析、安全管理提供依据。
管道设备
垃圾焚烧厂的管道设备遍布各个系统,在完成能量转化、物料输送发挥着重要作用,其正常运行对垃圾焚烧发电系统的安全性、经济性、环保性至关重要。锅炉四管由于长期的烟气腐蚀,并且内部充斥着高温的热水与蒸汽极易发生爆管问题,对于电厂的稳定运转造成严重隐患,目前只能通过定期壁厚检测予以解决。
从公开调研获悉,锅炉爆管既是引发非计划停机的关键设备,也是安全风险集中爆发点。腐蚀减薄是主要失效形式,特别是垃圾热值逐年升高加剧了高温腐蚀和结焦问题。
事故占比:锅炉运行中产生的各类事故中,四管泄漏事故占30%以上;
检修成本:年度检维修成本占比高达70%以上;
风险占比:设备故障直接或间接引发的安全事故占比高达20%以上;
经济损失:停炉期间垃圾处理费、售电收入、供热收益、燃油费用、检修费用合计损失近百万。
针对管道设备目前垃圾焚烧行业尚未建立完善的预警体系,面临被迫停机的风险。未来行业亟需突破现有技术瓶颈,借助新型耐高温传感、非接触式监测、智能化数据分析等新技术,搭建锅炉管壁厚度在线实时监测体系,实现管壁损耗、薄弱部位的全天候动态追踪,提前精准预警泄漏隐患,从根源上规避锅炉爆管问题,彻底消除此类故障引发的非计划停机损失与安全生产隐患,进一步夯实垃圾焚烧电厂的安全稳定运行基础。
干预频繁设备系统
干预频繁设备系统通常指故障率较高、需要操作人员频繁介入维护才能维持正常运行的关键设备。这类设备不仅因频繁启停或调试而影响运行效率,更会因人员反复操作、近距离接触而显著增加安全风险。尤其在涉及密闭空间、高温高压、有毒有害环境或机械伤害风险较高的场合,人员的每次干预都可能面临突发故障、环境窒息、有害物质暴露等危险。因此,对这类设备必须加强风险识别与管控,通过视频智能安全看护、预防性维护、机器人和无人巡检等系统解决方案的应用,降低人为干预频率,保障人员与系统安全。
归根结底,运营时代的垃圾焚烧竞争,本质上是存量资产精细化运营能力的较量。本报告所构建的,正是一套以“风险分级”为标尺、以“数智转型”为引擎的安全管理手段。这不仅是技术工具的叠加,更是对传统安全管理范式的系统性重塑,从“被动堵漏洞”转向“主动塑韧性”,从“依赖人海战术”转向“人机协同共治”。唯有将安全基因深植于设备全生命周期的每一个环节,方能彻底斩断事故导火索,将看不见的风险转化为可感知、可控制、可优化的数据资产,在保障城市固废处置生命线安全的同时,为行业的高质量、可持续发展注入源源不断的内生动力。
原标题:潘功:垃圾焚烧竞争下半场,设备管理定义运营新高度