2010-2015年电力工业设备防护市场研究

　　电力工业设备防护市场研究

　　1、电力工业是我国经济发展的重要基础

　　经济的快速发展对电力需求仍然会保持一个较高的增长速度。分电源的发电情况，虽然国家倡导清洁能源如水电、核电以及风能发电，但是由于这些能源的局限性，并不能保持一个高速的发展水平，从而取代火电成为主要的电力需求来源。近年来，中国政府大力发展水电、风电和核电等可再生能源，但是，在可以预见的未来，很难改变煤电的重要地位。

　　图表 1 2002-2009年我国火电装机容量及增长率

　　数据来源：中国电力企业联合会

　　2、电力设备防腐蚀、磨损工作已受到企业的广泛关注

　　电力工业是具有社会公用事业性质的行业，当今社会对电力工业的安全要求越来越高，电力安全生产关系到国家和人民的生命财产安全，关系到人民群众的切身利益，关系到国民经济健康发展，关系到人心和社会的稳定，电力安全生产的重要性毋庸置疑。电力行业中特别是火电企业，从锅炉、汽轮机、电机的主机系统，到制粉、输灰等辅助部分，常常由于系统中的某一零件的局部磨损或高温腐蚀而失效，不但影响电厂的安全运行，而且为修复和更换已损坏的部件、恢复运行，不仅需要投入大量人力、物力、财力，而且在修理和更换期间，必定影响发电，造成巨大的经济损失。在电力系统安全事故中，由于电力设备腐蚀、磨损而造成的破坏事故占相当的比例，电力设备腐蚀、磨损控制已成为电力企业安全稳定运行的重要保障，电力企业也纷纷采取各种有效的控制手段来减少设备的腐蚀及磨损。

　　3、电力设备防护措施分析

　　材料在高温下与环境介质发生化学或电化学反应，导致材料变质的现象称为高温腐蚀。一般以引起金属材料腐蚀速率明显增大的下限温度，作为高温的起点。在热力设备中，锅炉烟气侧的腐蚀是最常见的高温腐蚀。高温腐蚀的位置是在喷燃器区域的四面水冷壁上。腐蚀严重的区域大都位于喷燃器区域的中部和下部。腐蚀区域的水冷壁向火侧呈黑褐色，外层松软，内层坚硬，在剥落硬层后，垢状物与水冷壁管结合面处呈孔雀蓝光泽。腐蚀区域大多水冷壁壁面不清洁，有较多的灰沾污。此外，过热器管、再热器管、省煤器管和空气预热器的烟气侧，受烟气或悬浮于其中的灰分作用，也会发生不同程度的腐蚀。这种腐蚀包括高温氧化、硫化物腐蚀、熔盐腐蚀和露点腐蚀等。

　　目前常用腐蚀、磨损的预防措施可分为以下几个方面：

　　(1)加强运行调整，防止热负荷过分集中，造成炉膛局部温度过高而发生结焦，降低水冷壁管表面的温度。试验表明，当管壁温度在420-480℃的范围内，管壁温度每增高10℃，腐蚀速度增加2倍以上。另外可通过加贴壁风、合理配风、加强一次风煤粉输送的调整等改善水冷壁附近烟气的流场和性质，防止熔融硫酸盐附着在锅炉管壁，降低锅炉管壁附近的还原性气氛，冲淡烟气中SO3浓度，减轻高温腐蚀程度。

　　(2)在燃料中加入添加剂，改变煤灰结渣特性。这类添加剂有石灰石(CaCO3)或白云粉(MgCO3·CaCO3)等，在高温下可热解成CaO和MgO覆盖在金属表面，并与烟气中SO3反应，降低烟气中SO3浓度。同时使过热器管壁上的粘结灰转变成松散性积灰，易于从受热面脱落。

　　(3)采用耐高温腐蚀材料。对易产生高温腐蚀的煤种，可采用高铬钢做受热面管子的材料。在高铬钢材料表面上，会生成结构致密的氧化铬膜，它在熔融硫酸盐中，溶解速度较氧化铁慢，抗腐蚀性较好。也可采用耐蚀性更好的奥氏体钢，因奥氏体钢的热膨胀系数大，使金属与积灰之间的粘结强度减弱，便于清灰。

　　(4)金属表面防护。在水冷壁和过热器等受热表面喷涂耐腐蚀合金涂层，如NiCrA1-Mg、NiCrTi、Ni3Al、NiCrBSi、钨铬钴-6合金涂层等，以提高金属耐高温腐蚀性能。对于腐蚀磨损严重的部位采取表面保护的方式减少磨损和腐蚀。

　　(5)对于循环流化床锅炉最容易受磨损蒸发管部位，所有直管迎风面增装防磨护瓦，所有弯管表面全增装防磨护瓦，高温过热器下部弯管表面全增装防磨护瓦，原来的有孔防磨导流板改为耐热钢无孔防磨导流板。炉膛出口水冷壁管也是容易受磨损的部位，下部弯管部位采用注料耐火浇注料保护，直管部分采用加装防磨护瓦保护。

　　(6)发电机设备的齿轮箱从应用初期的微点烛，到逐步扩展的大面积点烛，剥落或磨损。众多研究及观察表明，在表面焊补一层光洁度比较高的材质，又能在进行齿面光饰同时增加表面硬度。这样既增加了光洁度，有没有对其造成损伤，延长了使用寿命。

　　实践表明，对设备进行表面防护是一种有效减少设备非正常停机的防护方法。目前，金属表面防护的措施目前正在企业广泛的应用。

　　4、电力工业设备防护未来前景分析

　　为了应对气候变化、金融危机以及产业结构调整，各国都把发展低碳经济作为“抓手”。据国家能源局的数据显示，全国6000千瓦及以上电厂供电标准煤耗从2002年的383克/千瓦时下降到2008年的349克/千瓦时，提前完成“十一五”规划355克/千瓦时节能目标。有如此成效得益于关停小火电机组的政策。如2008年全国关停小火电机组1669万千瓦，占小火电机组总容量的13.9%。按政策要求，今后电力行业还将进一步扩大小机组淘汰范围，对在役时间长、煤耗比较高的小机组，关停容量将扩大到12.5万千瓦或20万千瓦。未来计划新投产的火电机组中，大容量、高参数的火电机组仍是新增机组的主力。

　　国家的环保政策、企业自身节能降耗以及关停小机组、投产大容量火电机组，使得火电工业设备防护比例逐步提高，为防磨抗蚀需求提供了保证。

　　另外，电力企业自身防护观念也正在发生变化。过去，企业为节约短期运营成本、对设备防护认识不够，多数设备的防护为事后防护，这种防护方式不但被动，而且有时候设备磨损、腐蚀严重，企业不得不更换设备部件，反而企业增加成本。随着越来越多的企业进行设备防护，发现有效的措施不仅能够减少企业非正常停工，而其能够提高设备的使用寿命，从长远的角度看为公司创造了效益，所以电力企业设备防护逐渐受到重视，防护比重和防护力度大大加强。

　　5、电力工业设备表面防护未来市场需求分析

　　本次市场需求分析主要通过市场调研获取基础数据。本次调研共发放20份调研问卷，回收有效问卷18份，具体分析如下：

　　(1)火电锅炉“四管”

　　每万千瓦火电装机容量火电锅炉“四管”表层管的防护面积78%的选项分布在20㎡-60㎡之间，选项加权平均数为40㎡，由此推出行业每万千瓦火电装机容量产生的火电锅炉四管“表层管”防护面积为40㎡;防护周期94.4%的选项在1到4年，选项在2-3年的最多，共有9个样本，防护周期在4年以上的只有1个选项，选项加权平均为2.64，由此推断行业平均防护周期大约为3年左右。

　　每万千瓦火电装机容量“深层管”防护面积选项分布范围较大，不同层次的分布都有，前三项样本数量为15，占总数的83%，加权平均数为31，由此推出行业平均每万千瓦装机容量“深层管”的防护面积为30平方米以上;防护周期基本上在1-4年之间，2-3年的样本数量为8，其次为1-2年，样本数量为6，前两项的样本的比例占总数的78%，加权平均数为2.1年，由此推出行业平均防护周期约为2年左右。

　　目前我国70%火电企业中对锅炉“四管”仍使用传统方法进行防护(即采用厚重的金属护瓦、防护罩等措施)或处于未防护状态，而采用喷涂涂层进行防磨抗蚀的比例仅有30%，而喷涂(包括热喷涂和冷喷涂)防护具有施工周期短、防护性能好且成本较低等特点，正逐步成为火电企业的“四管”防护首选。2009年设备防护比例大约在35%左右，预计到从2010年起，我国火电设备采用喷涂防护的比例将会有每年5%的增长。

　　2008年以来，经济危机、煤价上涨、电价体制的三重压力，让火力发电行业面临着极度困境。我们对火电行业的装机容量进行了缜密研究分析，结果表明未来火电装机容量虽然不会像前几年那样高速增长，但在2015年以前依然会保持较高的增长速度。

　　图表2 2010-2015年我国火电装机容量

　　数据来源：汉鼎咨询

　　据此测算，2010年-2015年我国火电锅炉“四管”防护面积如下表：

　　(2)火电锅炉制粉系统、输灰系统

　　电力行业煤粉锅炉中制粉系统的输煤管道，除尘系统的尾部烟道、除尘器亦需要采用防磨抗蚀材料进行防护。

　　每万千万装机容量的煤粉锅炉，其制粉系统输煤管道需要的衬里材料防护面积基本在3-9㎡之间，三项加权平均值为6.3㎡，由此推断行业平均防护面积约为6㎡左右;防护周期2-3年的样本数量最多，为10个，其次为4-5年，为5个，四项加权平均数3.1年，由此推断行业平均防护周期约为3年左右。

　　每万千瓦火电机容量的煤粉锅炉，其输灰系统的尾部烟道、除尘器防护面积在6-18㎡之间，三项加权平均数为12.6㎡，由此推断行业维护面积为12㎡左右;防护周期2-3年的样本量最多，样本量为9个，其次为3-4年，样本量为5个，4-5年样本量为4个，三项加权平均值为3.2年，由此推断行业平均维护周期为3年左右。

　　据此测算，2010-2015年我国火电锅炉制粉、输灰系统防护面积如下表：

　　图表 4 2010-2015年火电锅炉制粉系统、输灰系统防护面积(万㎡)

　　(3)环流化床锅炉

　　循环流化床锅炉是目前国际上公认的环保、节能型锅炉，已在发达国家广泛使用。我国从调整能源结构和保护环境出发，大力开发火力发电和供热企业使用的大容量循环流化床锅炉。2007年我国循环流化床锅炉的装机数量已近3，000台，年新增数量约100台左右。由于循环流化床锅炉的气流速度达15米/秒以上，再加上煤灰料粒的冲刷和烟气侵蚀作用，其内衬用耐磨材料的使用环境非常恶劣。

　　根据调研问卷显示，电力行业内循环流化床锅炉需要使用抗蚀耐磨衬里材料根据锅炉的大小集中在50吨到300吨之间，此间的样本量数量为14个，四项加权平均数为193吨，由此推断行业每台锅炉平均需求为200吨左右;老的循环流化床锅炉修补使用的抗蚀耐磨材料每台需要的量多集中在20吨-80吨，其中20吨-50吨的最多，样本数量为11个，三项加权平均数为48.3吨，由此推断行业内循环流化床锅炉的平均维护使用量在50吨左右;从调研统计来看，防护周期在1-2年的最多，样本量为10个，其次为2-3年，样本量为5个，四项加权平均值为2.3年，行业周期平均防护周期保守可按照3年计算。随着我国火电锅炉机组向大型化转换、设备的大型化，我国电力行业循环流化床锅炉的平均使用耐磨衬里材料的量还会不断上升。

　　循环流化床锅炉在我国发展很快，预计从2010年开始每年市场的保有量有100台到150台的增量。根据行业经验，1吨高温耐磨衬里材料防护面积大约在18平方米左右。由此预计，我国循环流化床锅炉2010-2015年需要防护的面积如下表：

　　图表 5 2010-2015年循环流化床锅炉需要防护的面积(万㎡)