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1、泓域咨询/年产xxx吨高温合金项目可行性研究报告年产xxx吨高温合金项目可行性研究报告xx有限责任公司报告说明根据谨慎财务估算,项目总投资10175.96万元,其中:建设投资8139.46万元,占项目总投资的79.99%;建设期利息102.47万元,占项目总投资的1.01%;流动资金1934.03万元,占项目总投资的19.01%。项目正常运营每年营业收入20400.00万元,综合总成本费用15914.38万元,净利润3282.91万元,财务内部收益率25.01%,财务净现值7575.54万元,全部投资回收期5.18年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。油气开采的
2、工作环境高压、高温及易腐蚀,而深井开采的工作环境更恶劣。现代油气开采通常选用镍基高温合金,主要牌号有:IN718、IN625、IN725、IN825、IN925、C276、IN600等。其中,IN718合金在油气开采钻具上可用作注射阀、运转阀、升举阀、安全阀等;IN625合金可用作水压设备管线;IN825可作为绳索管道、水压控制管线、水压设备套圈等;IN925可作为XLD假阀、XLI升举阀、水压设备螺母等;IN600可作为安全隔板等。本报告基于可信的公开资料,参考行业研究模型,旨在对项目进行合理的逻辑分析研究。本报告仅作为投资参考或作为参考范文模板用途。目录第一章 项目基本情况9一、 项目名称
3、及投资人9二、 编制原则9三、 编制依据10四、 编制范围及内容11五、 项目建设背景11六、 项目建设的可行性12七、 结论分析13主要经济指标一览表15第二章 市场分析17一、 高温合金在汽车涡轮领域的应用和发展状况17二、 高温合金行业基本情况和下游应用17三、 高温合金在核电领域的应用和发展状况19第三章 项目承办单位基本情况21一、 公司基本信息21二、 公司简介21三、 公司竞争优势22四、 公司主要财务数据24公司合并资产负债表主要数据24公司合并利润表主要数据24五、 核心人员介绍25六、 经营宗旨26七、 公司发展规划27第四章 项目背景分析29一、 高温合金在燃气轮机领域的
4、应用和发展状况29二、 高温合金在航空发动机领域的应用和发展状况34三、 面临的机遇与挑战36第五章 项目选址方案41一、 项目选址原则41二、 建设区基本情况41三、 建设高标准的主城都市区重要战略支点基础设施网络44四、 形成高层次的改革开放新格局45五、 项目选址综合评价46第六章 产品方案与建设规划47一、 建设规模及主要建设内容47二、 产品规划方案及生产纲领47产品规划方案一览表47第七章 建筑物技术方案49一、 项目工程设计总体要求49二、 建设方案49三、 建筑工程建设指标53建筑工程投资一览表53第八章 技术方案分析55一、 企业技术研发分析55二、 项目技术工艺分析57三、
5、 质量管理58四、 设备选型方案59主要设备购置一览表60第九章 原辅材料供应62一、 项目建设期原辅材料供应情况62二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理62第十章 组织机构及人力资源配置63一、 人力资源配置63劳动定员一览表63二、 员工技能培训63第十一章 进度规划方案66一、 项目进度安排66项目实施进度计划一览表66二、 项目实施保障措施67第十二章 劳动安全生产分析68一、 编制依据68二、 防范措施69三、 预期效果评价75第十三章 环保方案分析76一、 编制依据76二、 环境影响合理性分析76三、 建设期大气环境影响分析78四、 建设期水环境影响分析78五、 建设期固体废弃物
6、环境影响分析79六、 建设期声环境影响分析79七、 环境管理分析80八、 结论及建议81第十四章 项目节能说明83一、 项目节能概述83二、 能源消费种类和数量分析84能耗分析一览表85三、 项目节能措施85四、 节能综合评价86第十五章 投资估算及资金筹措87一、 投资估算的依据和说明87二、 建设投资估算88建设投资估算表92三、 建设期利息92建设期利息估算表92固定资产投资估算表94四、 流动资金94流动资金估算表95五、 项目总投资96总投资及构成一览表96六、 资金筹措与投资计划97项目投资计划与资金筹措一览表97第十六章 项目经济效益99一、 基本假设及基础参数选取99二、 经济
7、评价财务测算99营业收入、税金及附加和增值税估算表99综合总成本费用估算表101利润及利润分配表103三、 项目盈利能力分析103项目投资现金流量表105四、 财务生存能力分析106五、 偿债能力分析107借款还本付息计划表108六、 经济评价结论108第十七章 招标、投标110一、 项目招标依据110二、 项目招标范围110三、 招标要求110四、 招标组织方式111五、 招标信息发布111第十八章 风险风险及应对措施112一、 项目风险分析112二、 公司竞争劣势115第十九章 总结说明116第二十章 附表附件118营业收入、税金及附加和增值税估算表118综合总成本费用估算表118固定资产
8、折旧费估算表119无形资产和其他资产摊销估算表120利润及利润分配表121项目投资现金流量表122借款还本付息计划表123建设投资估算表124建设投资估算表124建设期利息估算表125固定资产投资估算表126流动资金估算表127总投资及构成一览表128项目投资计划与资金筹措一览表129第一章 项目基本情况一、 项目名称及投资人(一)项目名称年产xxx吨高温合金项目(二)项目投资人xx有限责任公司(三)建设地点本期项目选址位于xx园区。二、 编制原则1、政策符合性原则:报告的内容应符合国家产业政策、技术政策和行业规划。2、循环经济原则:树立和落实科学发展观、构建节约型社会。以当地的资源优势为基础
9、,通过对本项目的工艺技术方案、产品方案、建设规模进行合理规划,提高资源利用率,减少生产过程的资源和能源消耗延长生产技术链,减少生产过程的污染排放,走出一条有市场、科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、资源优势得到充分发挥的新型工业化路子,实现可持续发展。3、工艺先进性原则:按照“工艺先进、技术成熟、装置可靠、经济运行合理”的原则,积极应用当今的各项先进工艺技术、环境技术和安全技术,能耗低、三废排放少、产品质量好、经济效益明显。4、提高劳动生产率原则:近一步提高信息化水平,切实达到提高产品的质量、降低成本、减轻工人劳动强度、降低工厂定员、保证安全生产、提高劳动生产率的目的。5、产品差异
10、化原则:认真分析市场需求、了解市场的区域性差别、针对产品的差异化要求、区异化的特点,来设计不同品种、不同的规格、不同质量的产品以满足不同用户的不同要求,以此来扩大市场占有率,寻求经济效益最大化,提高企业在国内外的知名度。三、 编制依据1、中华人民共和国国民经济和社会发展“十三五”规划纲要;2、建设项目经济评价方法与参数及使用手册(第三版);3、工业可行性研究编制手册;4、现代财务会计;5、工业投资项目评价与决策;6、国家及地方有关政策、法规、规划;7、项目建设地总体规划及控制性详规;8、项目建设单位提供的有关材料及相关数据;9、国家公布的相关设备及施工标准。四、 编制范围及内容1、项目背景及市
11、场预测分析;2、建设规模的确定;3、建设场地及建设条件;4、工程设计方案;5、节能;6、环境保护、劳动安全、卫生与消防;7、组织机构与人力资源配置;8、项目招标方案;9、投资估算和资金筹措;10、财务分析。五、 项目建设背景高温合金材料因其耐高温、耐高强度等优异特性,在核电领域具有难以替代的作用,主要应用于承担核反应工作的核岛内。核电装备中主要使用高温合金的部件包括燃料机组、控制棒驱动机构、压力容器、蒸发器、堆内构件、燃料棒定位格架、高温气体炉热交换器等。这些部件在工作时需要承受600-800的高温,并具备较高的蠕变强度。六、 项目建设的可行性(一)符合我国相关产业政策和发展规划近年来,我国为
12、推进产业结构转型升级,先后出台了多项发展规划或产业政策支持行业发展。政策的出台鼓励行业开展新材料、新工艺、新产品的研发,促进行业加快结构调整和转型升级,有利于本行业健康快速发展。(二)项目产品市场前景广阔广阔的终端消费市场及逐步升级的消费需求都将促进行业持续增长。(三)公司具备成熟的生产技术及管理经验公司经过多年的技术改造和工艺研发,公司已经建立了丰富完整的产品生产线,配备了行业先进的染整设备,形成了门类齐全、品种丰富的工艺,可为客户提供一体化染整综合服务。公司通过自主培养和外部引进等方式,建立了一支团结进取的核心管理团队,形成了稳定高效的核心管理架构。公司管理团队对行业的品牌建设、营销网络管
13、理、人才管理等均有深入的理解,能够及时根据客户需求和市场变化对公司战略和业务进行调整,为公司稳健、快速发展提供了有力保障。(四)建设条件良好本项目主要基于公司现有研发条件与基础,根据公司发展战略的要求,通过对研发测试环境的提升改造,形成集科研、开发、检测试验、新产品测试于一体的研发中心,项目各项建设条件已落实,工程技术方案切实可行,本项目的实施有利于全面提高公司的技术研发能力,具备实施的可行性。七、 结论分析(一)项目选址本期项目选址位于xx园区,占地面积约24.00亩。(二)建设规模与产品方案项目正常运营后,可形成年产xx吨高温合金的生产能力。(三)项目实施进度本期项目建设期限规划12个月。
14、(四)投资估算本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资10175.96万元,其中:建设投资8139.46万元,占项目总投资的79.99%;建设期利息102.47万元,占项目总投资的1.01%;流动资金1934.03万元,占项目总投资的19.01%。(五)资金筹措项目总投资10175.96万元,根据资金筹措方案,xx有限责任公司计划自筹资金(资本金)5993.63万元。根据谨慎财务测算,本期工程项目申请银行借款总额4182.33万元。(六)经济评价1、项目达产年预期营业收入(SP):20400.00万元。2、年综合总成本费用(TC):15914.38万元。3
15、、项目达产年净利润(NP):3282.91万元。4、财务内部收益率(FIRR):25.01%。5、全部投资回收期(Pt):5.18年(含建设期12个月)。6、达产年盈亏平衡点(BEP):7822.80万元(产值)。(七)社会效益综上所述,该项目属于国家鼓励支持的项目,项目的经济和社会效益客观,项目的投产将改善优化当地产业结构,实现高质量发展的目标。本项目实施后,可满足国内市场需求,增加国家及地方财政收入,带动产业升级发展,为社会提供更多的就业机会。另外,由于本项目环保治理手段完善,不会对周边环境产生不利影响。因此,本项目建设具有良好的社会效益。(八)主要经济技术指标主要经济指标一览表序号项目单
16、位指标备注1占地面积16000.00约24.00亩1.1总建筑面积23291.781.2基底面积9440.001.3投资强度万元/亩320.502总投资万元10175.962.1建设投资万元8139.462.1.1工程费用万元6895.052.1.2其他费用万元1021.552.1.3预备费万元222.862.2建设期利息万元102.472.3流动资金万元1934.033资金筹措万元10175.963.1自筹资金万元5993.633.2银行贷款万元4182.334营业收入万元20400.00正常运营年份5总成本费用万元15914.386利润总额万元4377.217净利润万元3282.918所得
17、税万元1094.309增值税万元903.4810税金及附加万元108.4111纳税总额万元2106.1912工业增加值万元6909.3013盈亏平衡点万元7822.80产值14回收期年5.1815内部收益率25.01%所得税后16财务净现值万元7575.54所得税后第二章 市场分析一、 高温合金在汽车涡轮领域的应用和发展状况汽车涡轮增压器的工作温度约600,因此也是高温合金的应用领域之一。目前,发达国家重型柴油机的增压器装配率为100%,中小型装配比例达到80%,而我国约为50%。在节能减排的环保背景下,我国汽车涡轮增压器的配置率将持续提高。尽管近几年我国汽车工业在转型升级的过程中,受国际贸易
18、摩擦、环保标准切换、新能源补贴退坡等因素的影响,行业景气度有所下滑,但是产销量仍保持较大的规模。根据中信证券研究部测算,我国汽车涡轮领域2025年对高温合金的需求预计为14,547吨,复合增长率为5%。二、 高温合金行业基本情况和下游应用1、高温合金的基本概念高温合金是以铁、镍、钴为基体元素,能在600以上的高温环境下抗氧化或耐腐蚀,并能在一定应力作用下长期工作的一类金属材料。高温合金不仅有优良的高温强度、良好的抗氧化和耐腐蚀性能,而且还有良好的综合性能,如蠕变性能、疲劳性能、断裂韧性、组织稳定性、工艺性能等,主要应用于涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室、压气机盘、机匣、环形件、尾喷管及紧固件等部件,是
19、国防建设、航天航空、能源、船舶等战略性产业的关键战略材料。2、高温合金的主要类别按制备工艺,高温合金可分为铸造高温合金、变形高温合金和粉末高温合金。铸造高温合金强化相数量较多,不易变形加工,因此重熔高温合金母合金,在铸造型腔内浇注为铸件,通常用于制造航空航天发动机和燃气轮机等先进动力装备的关键热端部件,其需求量约20%;按结晶方式可细分为等轴、定向以及单晶铸造高温合金。变形高温合金的热加工塑性较好,可以在锻轧机械的外力作用下塑性变形为特定形状和尺寸的锻件和型材,在固溶、时效状态下的高温强度优异,其需求量约占高温合金的70%。其余10%需求量为粉末高温合金。按基体元素,高温合金可分为镍基高温合金
20、、铁基高温合金和钴基高温合金。镍基高温合金的应用范围较广,需求量约占高温合金的80%。3、高温合金的发展历程和趋势高温合金自20世纪30年代开始研制,变形高温合金、铸造高温合金与粉末高温合金相继问世。变形高温合金是最早研发和生产的高温合金,在航空发动机上主要用于盘件、轴件、环形件、紧固件、钣金件等,在燃气轮机上主要用于透平盘和燃烧室。20世纪90年代,国外开发“真空感应熔炼+电渣重熔+真空自耗熔炼”正三联熔炼工艺,其组合技术优势已经被国际变形高温合金界证实,美国通用电气、美国普惠、英国罗罗、法国斯奈克玛、德国MTU航空发动机公司等航空发动机公司均认为,三联熔炼工艺是变形高温合金零部件长寿命、高
21、可靠性的基础,用于涡轮发动机的变形高温合金转动部件必须通过三联熔炼工艺制备。目前,国内变形高温合金的主流冶炼工艺仍是“真空感应+真空自耗重熔”或“真空感应+电渣重熔”的双联冶炼。国内采用“三联”工艺已实现进展,并小批量研制和试产,但尚未批量生产,预计在“十四五”期间进一步推广使用并实现产业化。铸造高温合金问世较变形高温合金晚,在航空发动机上主要用于涡轮叶片、导向叶片等,在燃气轮机上主要用于透平叶片。铸造高温母合金按照凝固成型后材料宏观表现出的晶体形态,可以分为等轴、定向和单晶。这种分类方式也代表着合金提升承温能力的发展趋势和方向,以满足更高推重比航空发动机的技术需求。其中,代表先进技术水平的单
22、晶高温合金自20世纪80年代研制成功。目前,国外主流航空发动机、燃气轮机已成熟应用单晶高温合金,国内单晶产业化规模仍较小。三、 高温合金在核电领域的应用和发展状况高温合金材料因其耐高温、耐高强度等优异特性,在核电领域具有难以替代的作用,主要应用于承担核反应工作的核岛内。核电装备中主要使用高温合金的部件包括燃料机组、控制棒驱动机构、压力容器、蒸发器、堆内构件、燃料棒定位格架、高温气体炉热交换器等。这些部件在工作时需要承受600-800的高温,并具备较高的蠕变强度。截至2019年底,我国运行核电机组47台,总装机4,875万千瓦,同比增长9.2%,规模仅次于美国和法国;在建核电机组13台,总装机1
23、,387万千瓦。中国核能行业协会发布的中国核能发展报告(2020)预测,到2025年,我国运行核电机组的装机量7,000万千瓦,在建3,000万千瓦;到2035年,我国核电运行和在建装机量合计达到2亿千瓦。假设核电站建设周期为十年,同时假设每兆瓦机组高温合金需求量为5吨,中信证券研究部测算我国核电领域2025年对高温合金的需求预计为6,365吨,复合增长率为41%。第三章 项目承办单位基本情况一、 公司基本信息1、公司名称:xx有限责任公司2、法定代表人:徐xx3、注册资本:690万元4、统一社会信用代码:xxxxxxxxxxxxx5、登记机关:xxx市场监督管理局6、成立日期:2011-9-
24、37、营业期限:2011-9-3至无固定期限8、注册地址:xx市xx区xx9、经营范围:从事高温合金相关业务(企业依法自主选择经营项目,开展经营活动;依法须经批准的项目,经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动;不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。)二、 公司简介公司不断推动企业品牌建设,实施品牌战略,增强品牌意识,提升品牌管理能力,实现从产品服务经营向品牌经营转变。公司积极申报注册国家及本区域著名商标等,加强品牌策划与设计,丰富品牌内涵,不断提高自主品牌产品和服务市场份额。推进区域品牌建设,提高区域内企业影响力。本公司秉承“顾客至上,锐意进取”的经营理念,坚持“客户第一”的原则为
25、广大客户提供优质的服务。公司坚持“责任+爱心”的服务理念,将诚信经营、诚信服务作为企业立世之本,在服务社会、方便大众中赢得信誉、赢得市场。“满足社会和业主的需要,是我们不懈的追求”的企业观念,面对经济发展步入快车道的良好机遇,正以高昂的热情投身于建设宏伟大业。三、 公司竞争优势(一)自主研发优势公司在各个细分领域深入研究的同时,通过整合各平台优势,构建全产品系列,并不断进行产品结构升级,顺应行业一体化、集成创新的发展趋势。通过多年积累,公司产品性能处于国内领先水平。公司多年来坚持技术创新,不断改进和优化产品性能,实现产品结构升级。公司结合国内市场客户的个性化需求,不断升级技术,充分体现了公司的
26、持续创新能力。在不断开发新产品的过程中,公司已有多项产品均为国内领先水平。在注重新产品、新技术研发的同时,公司还十分重视自主知识产权的保护。(二)工艺和质量控制优势公司进口大量设备和检测设备,有效提高了精度、生产效率,为产品研发与确保产品质量奠定了坚实的基础。此外,公司是行业内较早通过ISO9001质量体系认证的企业之一,公司产品根据市场及客户需要通过了产品认证,表明公司产品不仅满足国内高端客户的要求,而且部分产品能够与国际标准接轨,能够跻身于国际市场竞争中。在日常生产中,公司严格按照质量体系管理要求,不断完善产品的研发、生产、检验、客户服务等流程,保证公司产品质量的稳定性。(三)产品种类齐全
27、优势公司不仅能满足客户对标准化产品的需求,而且能根据客户的个性化要求,定制生产规格、型号不同的产品。公司齐全的产品系列,完备的产品结构,能够为客户提供一站式服务。对公司来说,实现了对具有多种产品需求客户的资源共享,拓展了销售渠道,增加了客户粘性。公司产品价格与国外同类产品相比有较强性价比优势,在国内市场起到了逐步替代进口产品的作用。(四)营销网络及服务优势根据公司产品服务的特点、客户分布的地域特点,公司营销覆盖了华南、华东、华北及东北等下游客户较为集中的区域,并在欧美、日本、东南亚等国家和地区初步建立经销商网络,及时了解客户需求,为客户提供贴身服务,达到快速响应的效果。公司拥有一支行业经验丰富
28、的销售团队,在各区域配备销售人员,建立从市场调研、产品推广、客户管理、销售管理到客户服务的多维度销售网络体系。公司的服务覆盖产品服务整个生命周期,公司多名销售人员具有研发背景,可引导客户的技术需求并为其提供解决方案,为客户提供及时、深入的专业技术服务与支持。公司与经销商互利共赢,结成了长期战略合作伙伴关系,公司经销网络较为稳定,有利于深耕行业和区域市场,带动经销商共同成长。四、 公司主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额3326.842661.472495.13负债总额1565.261252.211173.94股东权益合计1761.5
29、81409.261321.18公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入9590.337672.267192.75营业利润2121.521697.221591.14利润总额1879.271503.421409.45净利润1409.451099.371014.80归属于母公司所有者的净利润1409.451099.371014.80五、 核心人员介绍1、徐xx,中国国籍,1976年出生,本科学历。2003年5月至2011年9月任xxx有限责任公司执行董事、总经理;2003年11月至2011年3月任xxx有限责任公司执行董事、总经理;2004年4月至2011年9月任xxx
30、有限责任公司执行董事、总经理。2018年3月起至今任公司董事长、总经理。2、周xx,中国国籍,1977年出生,本科学历。2018年9月至今历任公司办公室主任,2017年8月至今任公司监事。3、朱xx,中国国籍,无永久境外居留权,1959年出生,大专学历,高级工程师职称。2003年2月至2004年7月在xxx股份有限公司兼任技术顾问;2004年8月至2011年3月任xxx有限责任公司总工程师。2018年3月至今任公司董事、副总经理、总工程师。4、任xx,中国国籍,无永久境外居留权,1971年出生,本科学历,中级会计师职称。2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事。2003年11月至
31、2011年3月任xxx有限责任公司财务经理。2017年3月至今任公司董事、副总经理、财务总监。5、梁xx,中国国籍,1978年出生,本科学历,中国注册会计师。2015年9月至今任xxx有限公司董事、2015年9月至今任xxx有限公司董事。2019年1月至今任公司独立董事。6、邹xx,1957年出生,大专学历。1994年5月至2002年6月就职于xxx有限公司;2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事。2018年3月至今任公司董事。7、黄xx,1974年出生,研究生学历。2002年6月至2006年8月就职于xxx有限责任公司;2006年8月至2011年3月,任xxx有限责任公司销售
32、部副经理。2011年3月至今历任公司监事、销售部副部长、部长;2019年8月至今任公司监事会主席。8、于xx,中国国籍,无永久境外居留权,1970年出生,硕士研究生学历。2012年4月至今任xxx有限公司监事。2018年8月至今任公司独立董事。六、 经营宗旨凭借专业化、集约化的经营策略,发挥公司各方面的优势,创造良好的经济效益,为全体股东提供满意的经济回报。七、 公司发展规划(一)战略目标与发展规划公司致力于为多产业的多领域客户提供高质量产品、技术服务与整体解决方案,为成为百亿级产业领军企业而努力奋斗。(二)措施及实施效果公司立足于本行业,以先进的技术和高品质的产品满足产品日益提升的质量标准和
33、技术进步要求,为国内外生产商率先提供多种产品,为提升转换率和品质保证以及成本降低持续做出贡献,同时通过与产业链优质客户紧密合作,为公司带来稳定的业务增长和持续的收益。公司通过产品和商业模式的不断创新以及与产业链企业深度融合,建立创新引领、合作共赢的模式,再造行业新格局。(三)未来规划采取的措施公司始终秉持提供性价比最优的产品和技术服务的理念,充分发挥公司在技术以及膜工艺技术的扎实基础及创新能力,为成为百亿级产业领军企业而努力奋斗。在近期的三至五年,公司聚焦于产业的研发、智能制造和销售,在消费升级带来的产业结构调整所需的领域积极布局。致力于为多产业的多领域客户提供中高端技术服务与整体解决方案。在
34、未来的五至十年,以蓬勃发展的中国市场为核心,利用中国“一带一路”发展机遇,利用独立创新、联合开发、并购和收购等多种方法,掌握国际领先的技术,使得公司真正成为国际领先的创新型企业。第四章 项目背景分析一、 高温合金在燃气轮机领域的应用和发展状况1、燃气轮机简述燃气轮机是以连续流动的气体为介质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。按其输出功率,燃气轮机可以分为微型、轻型和重型,前两者通常由航空发动机改装,功率通常在50MW以内,可用于工业发电、船舶动力、管道增压、坦克、分布式发电等;后者功率通常在50MW以上,主要用于陆地上固定的发电机组,如城市电
35、网。按燃烧室温度,燃气轮机可以分为E级、F级、G级和H级等多个等级。2、燃气轮机的结构及其对高温合金的需求燃气轮机的核心部件是压气机、燃烧室和燃气透平。受工作环境的限制,燃烧室和燃气透平的主要使用镍基高温合金和钴基高温合金制造。与航空发动机涡轮叶片相比,燃气轮机燃气透平叶片对材料的使用寿命腐蚀性能要求更高,叶片的尺寸更大。结合通用电气、西门子、三菱重工历代燃机型号的发展历程看,先进燃机透平叶片的主要选材是镍基和钴基铸造高温合金,代表性牌号是IN738LC、Rene80、IN792、FSX414、Mar-M247等。与航空发动机涡轮轮盘相似,燃气轮机透平轮盘不同部位的温差也较大,形成径向热应力。
36、因此,需要材料在工作温度下具有较高的抗拉强度、屈服强度和低周疲劳强度。燃气轮机透平轮盘的主要选材是镍基变形高温合金,如IN718、IN706和GH4698等。由于燃气轮机透平轮盘直径通常是航空发动机涡轮轮盘的3倍以上,因此需要使用大尺寸变形高温合金,这对于合金纯净度的控制以及铌元素偏析控制提出了较高的要求。燃烧室是燃气轮机承温最高的部件,因此所选用的材料需要具有较高的拉伸性能、高周疲劳强度和蠕变强度,同时工艺上具有较好的加工性能。目前,燃烧室的材料通常采用镍基高温合金,主要牌号有NimonicC263、Haynes230和IN718等。3、燃气轮机的全球市场(1)市场规模GRANDVIEWRE
37、SERRCH出具的报告显示,2020年燃气轮机全球市场规模约203.8亿美元,电力和公用事业是燃气轮机的主要应用场景,收入贡献超过85%。该报告同时预测燃气轮机的市场规模将在2028年达到350.2亿美元,其中电力和公用事业的份额将进一步扩大,部分受益于全球人口的增长和城市化带来的用电需求,部分受益于环保型发电的开发。根据ReleaseWire数据,2020年全球燃气轮机中1-40MW级燃气轮机和120MW级以上重型燃气轮机的市场占比最大,均为39%。根据Statista统计数据,2015年至2020年全球燃气轮机市场规模呈上涨趋势,复合增长率7%以上。国际原子能机构发布的WorldEnerg
38、yOutlook2019预测,燃气发电将从2018年的61,180亿千瓦时增长至2040年的88,990亿千瓦时。MordorIntelligence发布的报告指出,“碳中和”推动绿色低碳的燃气发电等清洁能源的发展,这也将促进燃气轮机的市场增长。(2)区域分布从地理位置看,亚洲的中小型燃气轮机需求量最大,2010年至2020年上半年订单总功率占全球的30%;美洲的大型燃气轮机需求量最大,2010年至2020年上半年订单总功率占全球的34%。在亚洲的中小型燃气轮机市场(2015年至2020年上半年)上,中国订单总功率占比为34%,其次是伊朗和泰国。在美洲的中小型燃气轮机市场(2015年至2020
39、年上半年)上,美国订单总功率占比为59%。在欧洲的中小型燃气轮机市场(2015年至2020年上半年)上,俄罗斯订单总功率占66%。根据ReportLinker出具的报告,非洲及中东的燃气轮机市场预期在2027年增长至50.06亿美元,其中沙特阿拉伯、阿联酋和南非是需求量较大的国家。4、燃气轮机的竞争格局和国内发展燃气轮机是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备,属于市场前景巨大的高技术产业。燃气轮机技术水准是代表一个国家科技和工业整体实力的重要标志之一。经过近百年的发展,燃气轮机行业已形成美国通用电气、日本三菱重工、德国西门子等公司主导的竞争格局。其中,重型燃气轮机主要由三菱重工、通用电气
40、、西门子、安萨尔多等公司开发;轻型燃气轮机主要由罗尔斯罗伊斯、通用电气、普拉特惠特尼等在航空发动机基础上改型研制。我国则主要由中国航发、中船重工、东方电气集团、哈尔滨电气集团、上海电气集团、中国重燃等工业部门和科研院所研制。目前,我国已具备轻型燃气轮机的自主化能力:哈尔滨电气集团制造的“衢州站”(西气东输二线)国产30MW燃机实现稳定运行8000余小时,通过了工业性应用考核;同时我国在重型燃气轮机的自主可控也取得了一定成绩:东方电气集团生产的我国首台完全自主研发的F级50MW重型燃气轮机已实现满负荷稳定运行,预计2021年正式投入;中国重燃自主研发的F级300MW重型燃气轮机的透平第一级静叶和
41、第一级动叶已先后通过首件制造鉴定,整体项目正处于研发攻关阶段。5、国内燃气轮机对高温合金的需求规模十三五期间,我国以市场为导向、企业为主体,组织推动燃气轮机关键技术攻关和产业发展。(1)燃气轮机用于舰船中泰证券研究所预计我国每年新增大型舰艇20艘左右,中小型舰艇80艘左右,动力方面燃气轮机使用比例为75%,假设不同型号舰艇平均使用3台燃气轮机,大型舰艇使用燃气轮机重量30吨,小型燃气轮机重量10吨,并按照高温合金占比30%和成材率30%测算我国每年用于舰船的燃气轮机对高温合金的需求为3,200吨左右。(2)燃气轮机用于工业用电中国电力企业联合会发布的中国电力行业年度发展报告2020显示,我国2
42、019年燃气发电2,325亿千瓦时,占当年发电量的3.2%,远低于全球平均水平24.2%,发展潜力巨大。根据中国石油发布的2020企业社会责任报告,其持续加大低碳和零碳资产投资布局,天然气产量占油气产量的比例在2020年首次超过50%;同时,中国石油充分发挥天然气的绿色低碳能源属性,拟推动天然气产量占比在2025年达到55%左右。根据中国电力企业联合会数据,2019年全国新增燃气发电装机容量为629万千瓦,同比增长7.5%。中信建投研究所假设单台燃气轮机30兆瓦,则2019年新增燃气轮机210台,高温合金材料用量约为1.3万吨。(3)燃气轮机用于管道增压截至2019年底,我国建成运行的天然气管
43、道里程8.1万公里。根据发改委和国家能源局发布的中长期油气管网规划,全国天然气管道里程将在2025年达到16.3万公里。这意味着,2020年至2025年我国将新增建设天然气管道8.2万公里。预计未来20年我国天然气管道建设将达到15万公里,并假设天然气管道每100-200公里设有一个压气站,每个压气站平均装备2台燃气轮机。据此计算,中信建投研究所预计未来20年用于管道增压的燃气轮机对高温合金的需求达到12.5万吨。二、 高温合金在航空发动机领域的应用和发展状况航空发动机是关系国家国防安全、国民经济发展的重大装备。航空发动机设计和制造技术的先进性在很大程度上取决于所使用材料的水平。可以说,材料是
44、发展航空发动机乃至整个航空工业的物质基础和先导。随着时代的发展,航空发动机对材料提出越来越高的要求,推动包括高温合金在内的诸多材料持续更迭;同时,不断涌现新材料又催生出新的航空发动机设计方案和制造技术。相互促进下,航空发动机不断向更高性能发展。1、航空发动机简述航空发动机是典型的技术、知识密集型高科技产品,附加值较高,可广泛带动电子、材料、精密加工、冶金、化工等产业的发展,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”。目前,能够独立研制先进航空发动机的国家只有美国、英国、法国、俄罗斯、日本和中国。其中,对于航空发动机零部件,增压比可达到52;大中型涡扇发动机的涡轮转速可达到15000r/min,小型涡轴发动
45、机的涡轮转速可达到50000r/min;涡轮前温度可达到1700以上。涡轮前温度是航空发动机先进程度的一个重要指标。在航空发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下,涡轮前温度每提高100摄氏度,推力增加15%。可见涡轮前温度与发动机推力有很大关系。航空发动机的迭代路径首先是“动力先行”,即航空发动机以飞机/飞行器的发展需求为牵引,提前5-8年发展;其次是“材料先行”,即研发一个新材料,制造成零件并装到航空发动机上大约需要30年。在新型的航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的40%60%以上,主要用于燃烧室、涡轮导向叶片(又称导向器)、涡轮工作叶片、涡轮盘等热端部件,此外还用于机匣、环件、尾喷口等部件。燃烧室是发动机各部件中温度最高的区域,燃烧室内燃气温度可高达1500-2000,作为燃烧室壁的高温合金材料需承受800-900的高温,局部甚至高达1100以上。除需承受高温外,燃烧室材料还应能承受周期性点火启动导致的急剧热疲劳应力和燃气的冲击力。用于制造燃烧室的主要材料有高温合金、不锈钢和结构钢,其中用量最大、最为关键的是变形高温合金。涡轮导向叶片用来调整燃烧室出来的燃气流向,是涡轮发动机上承受温度最高、热冲击最大的零部件,材料工作温度1最高可达1100以上,但涡轮导向叶在热障涂层和空气冷却的帮助下,高温合金材料的工作温度低于环境温度。2、民用飞机的发展趋势受