電力工業設備防護市場研究

　　1、電力工業是我國經濟發展的重要基礎

　　經濟的快速發展對電力需求仍然會保持一個較高的增長速度。分電源的發電情況，雖然國家倡導清潔能源如水電、核電以及風能發電，但是由于這些能源的局限性，并不能保持一個高速的發展水平，從而取代火電成為主要的電力需求來源。近年來，中國政府大力發展水電、風電和核電等可再生能源，但是，在可以預見的未來，很難改變煤電的重要地位。

　　圖表 1 2002-2009年我國火電裝機容量及增長率

　　數據來源：中國電力企業聯合會

　　2、電力設備防腐蝕、磨損工作已受到企業的廣泛關注

　　電力工業是具有社會公用事業性質的行業，當今社會對電力工業的安全要求越來越高，電力安全生產關系到國家和人民的生命財產安全，關系到人民群眾的切身利益，關系到國民經濟健康發展，關系到人心和社會的穩定，電力安全生產的重要性毋庸置疑。電力行業中特別是火電企業，從鍋爐、汽輪機、電機的主機系統，到制粉、輸灰等輔助部分，常常由于系統中的某一零件的局部磨損或高溫腐蝕而失效，不但影響電廠的安全運行，而且為修復和更換已損壞的部件、恢復運行，不僅需要投入大量人力、物力、財力，而且在修理和更換期間，必定影響發電，造成巨大的經濟損失。在電力系統安全事故中，由于電力設備腐蝕、磨損而造成的破壞事故占相當的比例，電力設備腐蝕、磨損控制已成為電力企業安全穩定運行的重要保障，電力企業也紛紛采取各種有效的控制手段來減少設備的腐蝕及磨損。

　　3、電力設備防護措施分析

　　材料在高溫下與環境介質發生化學或電化學反應，導致材料變質的現象稱為高溫腐蝕。一般以引起金屬材料腐蝕速率明顯增大的下限溫度，作為高溫的起點。在熱力設備中，鍋爐煙氣側的腐蝕是最常見的高溫腐蝕。高溫腐蝕的位置是在噴燃器區域的四面水冷壁上。腐蝕嚴重的區域大都位于噴燃器區域的中部和下部。腐蝕區域的水冷壁向火側呈黑褐色，外層松軟，內層堅硬，在剝落硬層后，垢狀物與水冷壁管結合面處呈孔雀藍光澤。腐蝕區域大多水冷壁壁面不清潔，有較多的灰沾污。此外，過熱器管、再熱器管、省煤器管和空氣預熱器的煙氣側，受煙氣或懸浮于其中的灰分作用，也會發生不同程度的腐蝕。這種腐蝕包括高溫氧化、硫化物腐蝕、熔鹽腐蝕和露點腐蝕等。

　　目前常用腐蝕、磨損的預防措施可分為以下幾個方面：

　　(1)加強運行調整，防止熱負荷過分集中，造成爐膛局部溫度過高而發生結焦，降低水冷壁管表面的溫度。試驗表明，當管壁溫度在420-480℃的范圍內，管壁溫度每增高10℃，腐蝕速度增加2倍以上。另外可通過加貼壁風、合理配風、加強一次風煤粉輸送的調整等改善水冷壁附近煙氣的流場和性質，防止熔融硫酸鹽附著在鍋爐管壁，降低鍋爐管壁附近的還原性氣氛，沖淡煙氣中SO3濃度，減輕高溫腐蝕程度。

　　(2)在燃料中加入添加劑，改變煤灰結渣特性。這類添加劑有石灰石(CaCO3)或白云粉(MgCO3·CaCO3)等，在高溫下可熱解成CaO和MgO覆蓋在金屬表面，并與煙氣中SO3反應，降低煙氣中SO3濃度。同時使過熱器管壁上的粘結灰轉變成松散性積灰，易于從受熱面脫落。

　　(3)采用耐高溫腐蝕材料。對易產生高溫腐蝕的煤種，可采用高鉻鋼做受熱面管子的材料。在高鉻鋼材料表面上，會生成結構致密的氧化鉻膜，它在熔融硫酸鹽中，溶解速度較氧化鐵慢，抗腐蝕性較好。也可采用耐蝕性更好的奧氏體鋼，因奧氏體鋼的熱膨脹系數大，使金屬與積灰之間的粘結強度減弱，便于清灰。

　　(4)金屬表面防護。在水冷壁和過熱器等受熱表面噴涂耐腐蝕合金涂層，如NiCrA1-Mg、NiCrTi、Ni3Al、NiCrBSi、鎢鉻鈷-6合金涂層等，以提高金屬耐高溫腐蝕性能。對于腐蝕磨損嚴重的部位采取表面保護的方式減少磨損和腐蝕。

　　(5)對于循環流化床鍋爐最容易受磨損蒸發管部位，所有直管迎風面增裝防磨護瓦，所有彎管表面全增裝防磨護瓦，高溫過熱器下部彎管表面全增裝防磨護瓦，原來的有孔防磨導流板改為耐熱鋼無孔防磨導流板。爐膛出口水冷壁管也是容易受磨損的部位，下部彎管部位采用注料耐火澆注料保護，直管部分采用加裝防磨護瓦保護。

　　(6)發電機設備的齒輪箱從應用初期的微點燭，到逐步擴展的大面積點燭，剝落或磨損。眾多研究及觀察表明，在表面焊補一層光潔度比較高的材質，又能在進行齒面光飾同時增加表面硬度。這樣既增加了光潔度，有沒有對其造成損傷，延長了使用壽命。

　　實踐表明，對設備進行表面防護是一種有效減少設備非正常停機的防護方法。目前，金屬表面防護的措施目前正在企業廣泛的應用。

　　4、電力工業設備防護未來前景分析

　　為了應對氣候變化、金融危機以及產業結構調整，各國都把發展低碳經濟作為“抓手”。據國家能源局的數據顯示，全國6000千瓦及以上電廠供電標準煤耗從2002年的383克/千瓦時下降到2008年的349克/千瓦時，提前完成“十一五”規劃355克/千瓦時節能目標。有如此成效得益于關停小火電機組的政策。如2008年全國關停小火電機組1669萬千瓦，占小火電機組總容量的13.9%。按政策要求，今后電力行業還將進一步擴大小機組淘汰范圍，對在役時間長、煤耗比較高的小機組，關停容量將擴大到12.5萬千瓦或20萬千瓦。未來計劃新投產的火電機組中，大容量、高參數的火電機組仍是新增機組的主力。

　　國家的環保政策、企業自身節能降耗以及關停小機組、投產大容量火電機組，使得火電工業設備防護比例逐步提高，為防磨抗蝕需求提供了保證。

　　另外，電力企業自身防護觀念也正在發生變化。過去，企業為節約短期運營成本、對設備防護認識不夠，多數設備的防護為事后防護，這種防護方式不但被動，而且有時候設備磨損、腐蝕嚴重，企業不得不更換設備部件，反而企業增加成本。隨著越來越多的企業進行設備防護，發現有效的措施不僅能夠減少企業非正常停工，而其能夠提高設備的使用壽命，從長遠的角度看為公司創造了效益，所以電力企業設備防護逐漸受到重視，防護比重和防護力度大大加強。

　　5、電力工業設備表面防護未來市場需求分析

　　本次市場需求分析主要通過市場調研獲取基礎數據。本次調研共發放20份調研問卷，回收有效問卷18份，具體分析如下：

　　(1)火電鍋爐“四管”

　　每萬千瓦火電裝機容量火電鍋爐“四管”表層管的防護面積78%的選項分布在20㎡-60㎡之間，選項加權平均數為40㎡，由此推出行業每萬千瓦火電裝機容量產生的火電鍋爐四管“表層管”防護面積為40㎡;防護周期94.4%的選項在1到4年，選項在2-3年的最多，共有9個樣本，防護周期在4年以上的只有1個選項，選項加權平均為2.64，由此推斷行業平均防護周期大約為3年左右。

　　每萬千瓦火電裝機容量“深層管”防護面積選項分布范圍較大，不同層次的分布都有，前三項樣本數量為15，占總數的83%，加權平均數為31，由此推出行業平均每萬千瓦裝機容量“深層管”的防護面積為30平方米以上;防護周期基本上在1-4年之間，2-3年的樣本數量為8，其次為1-2年，樣本數量為6，前兩項的樣本的比例占總數的78%，加權平均數為2.1年，由此推出行業平均防護周期約為2年左右。

　　目前我國70%火電企業中對鍋爐“四管”仍使用傳統方法進行防護(即采用厚重的金屬護瓦、防護罩等措施)或處于未防護狀態，而采用噴涂涂層進行防磨抗蝕的比例僅有30%，而噴涂(包括熱噴涂和冷噴涂)防護具有施工周期短、防護性能好且成本較低等特點，正逐步成為火電企業的“四管”防護首選。2009年設備防護比例大約在35%左右，預計到從2010年起，我國火電設備采用噴涂防護的比例將會有每年5%的增長。

　　2008年以來，經濟危機、煤價上漲、電價體制的三重壓力，讓火力發電行業面臨著極度困境。我們對火電行業的裝機容量進行了縝密研究分析，結果表明未來火電裝機容量雖然不會像前幾年那樣高速增長，但在2015年以前依然會保持較高的增長速度。

　　圖表2 2010-2015年我國火電裝機容量

　　數據來源：漢鼎咨詢

　　據此測算，2010年-2015年我國火電鍋爐“四管”防護面積如下表：

　　(2)火電鍋爐制粉系統、輸灰系統

　　電力行業煤粉鍋爐中制粉系統的輸煤管道，除塵系統的尾部煙道、除塵器亦需要采用防磨抗蝕材料進行防護。

　　每萬千萬裝機容量的煤粉鍋爐，其制粉系統輸煤管道需要的襯里材料防護面積基本在3-9㎡之間，三項加權平均值為6.3㎡，由此推斷行業平均防護面積約為6㎡左右;防護周期2-3年的樣本數量最多，為10個，其次為4-5年，為5個，四項加權平均數3.1年，由此推斷行業平均防護周期約為3年左右。

　　每萬千瓦火電機容量的煤粉鍋爐，其輸灰系統的尾部煙道、除塵器防護面積在6-18㎡之間，三項加權平均數為12.6㎡，由此推斷行業維護面積為12㎡左右;防護周期2-3年的樣本量最多，樣本量為9個，其次為3-4年，樣本量為5個，4-5年樣本量為4個，三項加權平均值為3.2年，由此推斷行業平均維護周期為3年左右。

　　據此測算，2010-2015年我國火電鍋爐制粉、輸灰系統防護面積如下表：

　　圖表 4 2010-2015年火電鍋爐制粉系統、輸灰系統防護面積(萬㎡)

　　(3)環流化床鍋爐

　　循環流化床鍋爐是目前國際上公認的環保、節能型鍋爐，已在發達國家廣泛使用。我國從調整能源結構和保護環境出發，大力開發火力發電和供熱企業使用的大容量循環流化床鍋爐。2007年我國循環流化床鍋爐的裝機數量已近3，000臺，年新增數量約100臺左右。由于循環流化床鍋爐的氣流速度達15米/秒以上，再加上煤灰料粒的沖刷和煙氣侵蝕作用，其內襯用耐磨材料的使用環境非常惡劣。

　　根據調研問卷顯示，電力行業內循環流化床鍋爐需要使用抗蝕耐磨襯里材料根據鍋爐的大小集中在50噸到300噸之間，此間的樣本量數量為14個，四項加權平均數為193噸，由此推斷行業每臺鍋爐平均需求為200噸左右;老的循環流化床鍋爐修補使用的抗蝕耐磨材料每臺需要的量多集中在20噸-80噸，其中20噸-50噸的最多，樣本數量為11個，三項加權平均數為48.3噸，由此推斷行業內循環流化床鍋爐的平均維護使用量在50噸左右;從調研統計來看，防護周期在1-2年的最多，樣本量為10個，其次為2-3年，樣本量為5個，四項加權平均值為2.3年，行業周期平均防護周期保守可按照3年計算。隨著我國火電鍋爐機組向大型化轉換、設備的大型化，我國電力行業循環流化床鍋爐的平均使用耐磨襯里材料的量還會不斷上升。

　　循環流化床鍋爐在我國發展很快，預計從2010年開始每年市場的保有量有100臺到150臺的增量。根據行業經驗，1噸高溫耐磨襯里材料防護面積大約在18平方米左右。由此預計，我國循環流化床鍋爐2010-2015年需要防護的面積如下表：

　　圖表 5 2010-2015年循環流化床鍋爐需要防護的面積(萬㎡)