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無錫市欣茂安鋼業(yè)有限公司
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2018年中國(guó)高溫合金圓鋼行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析
一、航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心零部件空間廣闊
1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)分類與競(jìng)爭(zhēng)格局
吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)吸進(jìn)空氣作為燃料的氧化劑,根據(jù)工作原理不同, 分為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與脈動(dòng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)分類
類型 | 優(yōu)點(diǎn) | 不足 | ||
吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī) | 活塞式發(fā)動(dòng)機(jī) | -- | -- | |
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī) | 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) | 高速飛行、大推力、重量輕 | 油耗率高 | |
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī) | 噴氣速度大、噪聲低、耗油率低、大推力 | 迎風(fēng)面積大、噴氣速度小,不宜超音速 | ||
渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī) | 油耗率低 | 受螺旋槳限制,功率不大 | ||
渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī) | 應(yīng)用于直升機(jī)、耗油率低,多用于非航空領(lǐng)域的動(dòng)力 | 較少用于民航飛機(jī) | ||
螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī) | 經(jīng)濟(jì)性好、耗油率低 | 振動(dòng)和噪音比較大,成本較高已停止研發(fā) |
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高溫合金部件占航空發(fā)動(dòng)機(jī)重量約 40%~60%,主要應(yīng)用于燃燒室、渦輪盤、葉片、機(jī)匣等關(guān)鍵熱端部件。從制造工藝上來講,渦輪盤、機(jī)匣通常采用鑄造或細(xì)晶鑄造工藝;渦輪葉片、導(dǎo)向葉片通常采用定向凝固或單晶鑄造工藝。 葉片為航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件之一,其約占整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)制造工作量的 30%以上。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)用到的高溫合金(紅色部分)
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帶加力燃燒室的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
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海外巨頭在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。全球航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商主要包括通用電氣、普拉特·惠特尼、羅爾斯·羅伊斯、 CFM 國(guó)際公司、 IAE 國(guó)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司、EA 發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)盟公司。其中, 通用電氣為全球最大的綜合性動(dòng)力與設(shè)備制造商之一,典型產(chǎn)品包括 GE90、 GE9X、 GEnx 等; 普拉特·惠特尼在直升機(jī)用渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域具備較為明顯的優(yōu)勢(shì), 為美國(guó)主力戰(zhàn)機(jī) F-22、 F-35 的唯一動(dòng)力供應(yīng)商; 羅爾斯·羅伊斯為歐洲最大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商,代表性產(chǎn)品包括遄達(dá)系列等; CFM 國(guó)際公司由通用電氣和 Snecma 公司各占 50%股份合資成立,主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)全球最暢銷的民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)之一 CFM56。
2、高溫合金核心零部件應(yīng)用領(lǐng)域: 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀
軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展至今已歷經(jīng)四代。發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)役主力戰(zhàn)斗機(jī)主要搭載第三代航空發(fā)動(dòng)機(jī),其推重比約為 7~8、渦輪前溫度約為 1,600K~1,750K。第四代軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)以 F119、 F120、 EJ200 的發(fā)動(dòng)機(jī)為代表,其推重比約為 9~10、渦輪前溫度約為 1,800K~2,000K,涵道比約為 0.2~0.4,其特點(diǎn)可概括為高推重比、小涵道比、高渦輪前溫度。第五代軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)不僅要求具備較大的起飛推力以及高度的靈活性,還應(yīng)滿足超音速巡航能力,其推重比約為 12~15。
軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能趨勢(shì)
參數(shù) | 第三代 | 第四代 | 第五代(預(yù)研) |
推重比 | 7~8 | 9~10 | 12~15 |
渦輪前溫度/K | 1600~1750 | 1800~2000 | 2000~2250 |
平均級(jí)增壓比 | 1.3~1.4 | 1.45~1.50 | 2.0~2.5 |
涵道比 | 0.3~1.1 | 0.2~0.4 | ≤0.3 |
總壓比 | 21~35 | 26~35 | ~40 |
冷卻量 | 17%~18% | 15%~17% | 12%~15% |
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截止至 2017 年,全球現(xiàn)役軍用飛機(jī)總計(jì) 53,042 架,其中,美國(guó)、俄羅斯排名居前,分別擁有軍用飛機(jī) 13,764 架、 3,792 架,占比達(dá)到 25.95%、 7.15%。 2017 年,我國(guó)總計(jì)擁有各類軍用飛機(jī) 2,955 架,占全球總量約 5.57%,位居世界第三,僅次于美國(guó)與俄羅斯。具體來看,截止至目前,我國(guó)擁有現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)、特殊任務(wù)飛機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、武裝直升機(jī)/運(yùn)輸直升機(jī)、教練機(jī)架數(shù)分別為 1,523 架、 84 架、 184 架、 809架、 352 架,分別占對(duì)應(yīng)機(jī)種全球總量的 10.40%、 4.17%、 4.30%、 4.01%、 3.15%。
2017 年全球主要國(guó)家現(xiàn)役軍用飛機(jī)(架)
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2017 年我國(guó)軍用飛機(jī)構(gòu)成
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我國(guó)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化道路歷經(jīng)引進(jìn)、測(cè)仿、改進(jìn)、創(chuàng)新四個(gè)過程,經(jīng)過 60余年發(fā)展,已具備戰(zhàn)斗機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、武裝直升機(jī)/運(yùn)輸直升機(jī)、教練機(jī)等多機(jī)種系列飛機(jī)的研制能力。我國(guó)主要作戰(zhàn)飛機(jī)國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)占比已達(dá)到 90%左右,主要裝配于殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、轟炸機(jī)、殲擊轟炸機(jī)等主戰(zhàn)飛機(jī)中。其中, “昆侖”(渦噴-14) 于2002 年 7 月被國(guó)家軍工產(chǎn)品定型委員會(huì)正式批準(zhǔn)設(shè)計(jì)定型,從而使我國(guó)成為繼美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)之后全球第五個(gè)具備獨(dú)立研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)家,主要搭載于殲-7、殲-8 等第二代戰(zhàn)斗機(jī)上; “太行”(渦扇-10) 為我國(guó)第一臺(tái)自主研制的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大推力加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),主要搭載于殲-10、殲-11、殲-15、殲-16 等第三代戰(zhàn)斗機(jī)上。
我國(guó)現(xiàn)役主要軍用飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)搭載情況一覽表
型號(hào) | 2017 年現(xiàn)役數(shù)量(架) | 發(fā)動(dòng)機(jī) | ||||
空軍 | 陸軍 | 海軍 | 型號(hào) | 單機(jī)搭載數(shù)量(臺(tái)) | 研發(fā)單位 | |
戰(zhàn)斗機(jī) | ||||||
殲-7(J-7) | 388 | -- | 30 | 渦噴-7 | 1 | 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
渦噴-14(昆侖) | 1 | 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 | ||||
殲-11(J-11) | 272 | -- | - | 渦扇-10(太行) | 2 | 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
殲-10(J-10) | 237 | -- | 25 | 渦扇-10(太行) | 1 | 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
轟-6(H-6) | 120 | -- | 30 | 渦噴-8 | 2 | 西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
強(qiáng)-5(Q-5) | 118 | -- | 30 | 渦噴-6 | 1 | 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
殲-8(J-8) | 96 | -- | 47 | 渦噴-13 | 2 | 貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司 |
渦噴-14(昆侖) | 2 | 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 | ||||
飛豹(JH-7) | 70 | -- | 34 | 渦扇-9(秦嶺) | 2 | 西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
殲-15(J-15) | -- | -- | 26 | 渦扇-10(太行) | 2 | 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
運(yùn)輸機(jī) | ||||||
運(yùn)-8(Y-8) | 60 | 3 | 12 | 渦槳-6 | 4 | 南方航空工業(yè)有限公司 |
運(yùn)-7(Y-7) | 43 | 7 | 17 | 渦槳-5 | 2 | 南方航空工業(yè)有限公司 |
武裝直升機(jī)/運(yùn)輸直升機(jī) | ||||||
直-8(Z-8) | 34 | 51 | 27 | 普惠 PT6B-67A | 3 | 意大利普惠公司 |
直-9(Z-9) | 20 | 92 | 29 | “阿赫耶”1C 渦軸 | 2 | 透博梅卡公司 |
直-19(Z-19) | -- | 105 | -- | 渦軸-8 | 2 | 南方航空工業(yè)有限公司 |
直-10(Z-10) | -- | 101 | -- | 渦軸-9(玉龍) | 2 | 南方航空工業(yè)有限公司 |
直-11(Z-11) | -- | 46 | -- | 渦軸-8 | 1 | 南方航空工業(yè)有限公司 |
教練機(jī) | ||||||
基教-8(JL-8) | 170 | -- | 11 | 渦扇-11 | 1 | 南方航空工業(yè)有限公司 |
殲教-7(JJ-7) | 35 | -- | -- | 渦噴-7 | 1 | 貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司 |
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以運(yùn)-20、殲-20 為代表的軍用飛機(jī)亟待搭載國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī),進(jìn)口替代步伐有望加速?,F(xiàn)階段,我國(guó)軍用大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)-20 以搭載俄制進(jìn)口航空發(fā)動(dòng)機(jī)為主,過渡發(fā)動(dòng)機(jī)采用國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的渦扇-18。隨著研發(fā)、 制造進(jìn)度的推進(jìn),預(yù)計(jì)未來渦扇-20將成為運(yùn)-20 主力搭載發(fā)動(dòng)機(jī)。 殲-20 為我國(guó)自主研制的首臺(tái)第四代隱身戰(zhàn)斗機(jī),此前, 其搭載的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要來自俄羅斯 AL-31F-M1。 未來來看, 渦扇-15(峨眉)有望替代現(xiàn)有俄制產(chǎn)品成為殲-20 的重要?jiǎng)恿υ?。事?shí)上,不僅在軍用領(lǐng)域,中長(zhǎng)期看,民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于國(guó)產(chǎn)設(shè)備的需求同樣強(qiáng)烈。其中, C919 中型客機(jī)擬使用SFA 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)或長(zhǎng)江 CJ-1000A,其目前搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品來自 CFM 國(guó)際公司;ARJ-21 支線客機(jī)擬使用渦扇-12,其目前搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品來自通用電氣。
國(guó)內(nèi)部分亟待進(jìn)口替代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)機(jī)型一覽
機(jī)型 | 單機(jī)搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量(臺(tái)) | 目前搭載的進(jìn)口發(fā)動(dòng)機(jī) | 擬搭載的國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī) | |
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) | 發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)機(jī)構(gòu) | |||
新舟 60 支線客機(jī) | 2 | 加拿大 PW-127J 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī) | -- | -- |
ARJ-21(C909)支線客機(jī) | 2 | 美國(guó) GE CF34-10E 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) | 渦扇-12C | 貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司 |
C919 中型客機(jī) | 2 | 法美 CFM LEAP-X1C | SF-A 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) | 中國(guó)商用飛機(jī)有限公司 |
長(zhǎng)江 CJ-1000A | 中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 | |||
殲-10(J-10)系列戰(zhàn)斗機(jī) | 1 | 俄制 AL-31FN 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) | 渦扇-10G(太行) | 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
渦扇-15(峨眉) | 中航燃?xì)廨啓C(jī)研究院 | |||
殲-20(J-20)系列戰(zhàn)斗機(jī) | 2 | 俄制 AL-31F-M1 | 渦扇-15(峨眉) | 中航燃?xì)廨啓C(jī)研究院 |
梟龍(FC-1)戰(zhàn)斗機(jī) | 1 | 俄制 RD-93 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) | 渦扇-12(唐古拉) | 貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司 |
渦扇-13(泰山) | 貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司 | |||
Z8F(AC313)直升機(jī) | 3 | 加拿大普惠 PT6B-67B 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī) | 渦軸-11 | 南方航空工業(yè)有限公司 |
Z15(AC352)直升機(jī) | 2 | 加拿大普惠 PT6C-67E 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī) | 渦軸-16 | 中航工業(yè)與法國(guó)賽峰所屬透博梅卡公司在對(duì)等合作基礎(chǔ)上聯(lián)合研制 |
Y20 大型運(yùn)輸機(jī) | 4 | 俄制 D-30KP-2 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) | 渦扇-18A | 中國(guó)航發(fā)成都發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 |
渦扇-20 | 西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 | |||
SF-A 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) | 中國(guó)商用飛機(jī)有限公司 |
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3、高溫合金核心零部件應(yīng)用領(lǐng)域: 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀
CFM 國(guó)際公司銷量數(shù)據(jù)問鼎民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。 截止至 2016 年, CFM 國(guó)際公司當(dāng)年發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量達(dá)到 10,750 臺(tái),市占率約為 40.2%;聯(lián)合技術(shù)公司(UTC)憑借旗下美國(guó)普惠公司與普惠加拿大公司的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì),銷售成績(jī)雖較過往有所下滑, 2016 年市占率仍高達(dá) 27.2%。 GE、羅爾斯·羅伊斯(Rolls-Royce) 2016 年全球的市占率分別為 18.8%、 10.6%。
全球航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商市占率
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2017 年~2036 年的 20 年間,全球民用飛機(jī)總計(jì)新增需求為41,030 架,新增市場(chǎng)總規(guī)模 6.050 萬億美元。 中國(guó)市場(chǎng)方面,我國(guó)民用飛機(jī)總計(jì)新增需求為 7,240 架,占全球新增需求 17.65%;新增市場(chǎng)總規(guī)模 1.085 萬億美元,占全球市場(chǎng)新增總規(guī)模 17.93%。具體來看,未來 20 年,我國(guó)支線噴氣機(jī)新增需求 150架,占國(guó)內(nèi)新增需求 2%,市場(chǎng)規(guī)模約為 100 億美元;單通道客機(jī)新增需求 5,420 架,占國(guó)內(nèi)新增需求 75%,市場(chǎng)規(guī)模約為 5,700 億美元;小型寬體客機(jī)新增需求 940 架,占國(guó)內(nèi)新增需求 13%,市場(chǎng)規(guī)模約為 2,600 億美元;中型/大型寬體客機(jī)新增需求 550架,占國(guó)內(nèi)新增需求 8%,市場(chǎng)規(guī)模約為 1,900 億美元;寬體貨機(jī)新增需求 180 架,占國(guó)內(nèi)新增需求 2%,市場(chǎng)規(guī)模約為 600 億美元。
2017 年~2036 年我國(guó)民用飛機(jī)需求預(yù)測(cè)
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截止至 2016 年,我國(guó)航空運(yùn)輸業(yè)飛機(jī)數(shù)量達(dá)到 2,950 架,其中,客機(jī) 2,818 架,貨機(jī) 132 架,當(dāng)年凈增加值 300 架。預(yù)計(jì)未來 20 年(2017 年~2036 年),國(guó)內(nèi)需要新增民用客機(jī) 6,103 架,其中大型噴氣客機(jī) 5,120 架,支線客機(jī) 983 架。2017 年~2036 年的 20 年間,我國(guó)將交付飛機(jī) 8,575 架,總價(jià)值約 12,104 億美元。其中,單通道噴氣客機(jī) 5,475 架,占比 63.85%;雙通道噴氣客機(jī) 2,003 架,占比 23.36%;噴氣支線客機(jī) 1,097 架,占比 12.79%。
4、市場(chǎng)空間:航空航天領(lǐng)域高溫合金需求持續(xù)攀升
航空發(fā)動(dòng)機(jī)通常占整架飛機(jī)價(jià)值 20%~30%左右。 對(duì)于大型飛機(jī)而言,由于其整機(jī)價(jià)值較高,航空發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)值占比相對(duì)而言會(huì)較小型飛機(jī)低一些。民用航空飛機(jī)構(gòu)成中,機(jī)體結(jié)構(gòu)、 發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)電設(shè)備、航電設(shè)備價(jià)值占比分別為 38%、27%、14%、 11%。軍用航空飛機(jī)方面,主流戰(zhàn)斗機(jī) F-16、 F-18、 F-15 航空發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)值占比分別為 24.70%、 31.30%以及 25.00%。
民用飛機(jī)價(jià)值構(gòu)成
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軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)占軍機(jī)價(jià)值比例
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原材料占航空發(fā)動(dòng)機(jī)成本約 50%,高溫合金為原材料主要構(gòu)成。具體看航空發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)值構(gòu)成,勞動(dòng)力、原材料占比分別達(dá)到 25%與 50%,其中,高溫合金作為原材料的主要構(gòu)成,約占材料成本約 36%。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造成本構(gòu)成
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航空發(fā)動(dòng)機(jī)原材料成本構(gòu)成
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我們分別就軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)與民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于高溫合金的需求作出測(cè)算。關(guān)鍵假設(shè)如下:(1)航空發(fā)動(dòng)機(jī)全生命周期包括研發(fā)、采購(gòu)、維保三個(gè)主要的階段,其分別占總支出的 10%、 45%、 45%左右。基于此,我們將航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求分為新增需求與維保需求兩部分。(2) 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)方面, 參考權(quán)威統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)值, 預(yù)計(jì)未來 10 年我國(guó)對(duì)于軍用飛機(jī)的需求量為 3,300 架。(3)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)方面, 參考權(quán)威統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)值,預(yù)計(jì)未來 20 年全球?qū)τ诿裼蔑w機(jī)的需求量為 41,030 架,我國(guó)對(duì)于民用飛機(jī)的需求量為 7,240 架。
未來 10 年,我國(guó)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于高溫合金的市場(chǎng)需求規(guī)模約 524 億元。根據(jù)測(cè)算, 未來 10 年間,我國(guó)軍用領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)新增需求約 2,079 億元,維保需求約 1,663 億元,對(duì)應(yīng)高溫合金需求分別達(dá)到 291 億元、 233 億元。未來 20 年,全球民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于高溫合金的市場(chǎng)需求規(guī)模約 2,592 億美元。根據(jù)測(cè)算,未來 20 年間,全球民用領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)新增需求約 10,285 億美元,維保需求約 8,228 億美元,對(duì)應(yīng)高溫合金需求分別為 1,440 億美元、 1,152 億美元。未來 20 年,我國(guó)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于高溫合金的市場(chǎng)需求規(guī)模約 467 億美元。根據(jù)測(cè)算,未來 20 年間,我國(guó)民用領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)新增需求約 1,853 億美元,維保需求約 1,482 億美元,對(duì)應(yīng)高溫合金需求分別為 259 億美元、 208 億美元。
2017 年~2036 年全球民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算
2017 年~2036 年全球民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)規(guī)模 | |||||||
飛機(jī)類型 | 新增需求 | 發(fā)動(dòng)機(jī)維保需求(億美元) | 發(fā)動(dòng)機(jī)總需求(億美元) | ||||
飛機(jī)需求(架) | 單機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)需求(臺(tái)/架) | 備用發(fā)動(dòng)機(jī)需求(臺(tái)) | 飛機(jī)新增需求(億美元) | 發(fā)動(dòng)機(jī)新增需求(億美元) | |||
噴氣式支線客機(jī) | 2,370 | 2 | 0.5 | 1,100 | 187 | 150 | 337 |
單通道客機(jī) | 29,530 | 2 | 0.5 | 31,800 | 5,406 | 4,325 | 9,731 |
小型寬體客機(jī) | 5,050 | 2 | 0.5 | 13,400 | 2,278 | 1,822 | 4,100 |
中型/大型寬體客機(jī) | 3,160 | 2月4日 | 0.5/1 | 11,600 | 1,972 | 1,578 | 3,550 |
寬體貨機(jī) | 920 | 2 | 0.5 | 2,600 | 442 | 354 | 796 |
總計(jì) | 41,030 | 60,500 | 10,285 | 8,228 | 18,513 | ||
2017 年~2036 年全球民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金市場(chǎng)規(guī)模 | |||||||
項(xiàng)目 | - | 新增需求(億美元) | 維保需求(億美元) | 需求總計(jì)(億美元) | |||
高溫合金 | - | 1,440 | 1,152 | 2,592 |
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2017 年~2036 年我國(guó)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算
2017 年~2036 年我國(guó)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)規(guī)模 | |||||||
飛機(jī)類型 | 新增需求 | 發(fā)動(dòng)機(jī)維保需求(億美元) | 發(fā)動(dòng)機(jī)總需求(億美元) | ||||
飛機(jī)需求(架) | 單機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)需求(臺(tái)/架) | 備用發(fā)動(dòng)機(jī)需求(臺(tái)) | 飛機(jī)新增需求(億美元) | 發(fā)動(dòng)機(jī)新增需求(億美元) | |||
噴氣式支線客機(jī) | 150 | 2 | 0.5 | 100 | 17 | 14 | 31 |
單通道客機(jī) | 5,420 | 2 | 0.5 | 5,700 | 969 | 775 | 1,744 |
小型寬體客機(jī) | 940 | 2 | 0.5 | 2,600 | 442 | 354 | 796 |
中型/大型寬體客機(jī) | 550 | 2月4日 | 0.5/1 | 1,900 | 323 | 258 | 581 |
寬體貨機(jī) | 180 | 2 | 0.5 | 600 | 102 | 82 | 184 |
總計(jì) | 7,240 | 10,900 | 1,853 | 1,482 | 3,335 | ||
2017 年~2036 年我國(guó)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金市場(chǎng)規(guī)模 | |||||||
項(xiàng)目 | - | 新增需求(億美元) | 維保需求(億美元) | 需求總計(jì)(億美元) | |||
高溫合金 | - | 259 | 208 | 467 |
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二、燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)性增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)供應(yīng)商迎機(jī)遇
1、美國(guó)通用為全球燃?xì)廨啓C(jī)龍頭
燃?xì)廨啓C(jī)由壓氣機(jī)、加熱工質(zhì)設(shè)備(比如燃燒室)、透平、控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備組成,通過將氣體壓縮加熱后,送入透平中膨脹做功,將一部分熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。燃?xì)廨啓C(jī)包括重型燃?xì)廨啓C(jī)、車輛與工業(yè)驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)、艦船動(dòng)力燃?xì)廨啓C(jī)、各類型微型燃?xì)廨啓C(jī)等。其中,重型燃?xì)廨啓C(jī)功率一般在 50MW 以上,可用于區(qū)域發(fā)電、大型船舶等;輕型燃?xì)廨啓C(jī)功率一般介于 1MW 與 50MW 之間,可用于循環(huán)發(fā)電、天然氣管道、艦船等;微型燃?xì)廨啓C(jī)功率一般為幾百瓦,可用于坦克、機(jī)車等。重型燃?xì)廨啓C(jī)主要應(yīng)用于燃?xì)獍l(fā)電、分布式能源系統(tǒng)。 根據(jù)透平進(jìn)口燃?xì)鉁囟鹊牟煌匦腿細(xì)廨啓C(jī)可分為 E 級(jí)、 F 級(jí)、 H 級(jí),其透平進(jìn)口溫度分別為 1,200℃、1,400℃、 1,600℃。在北美地區(qū), H 級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)為天然氣發(fā)電主要機(jī)型。燃?xì)廨啓C(jī)中需要使用高溫合金的部件主要包括燃燒室、過度導(dǎo)管、渦輪工作葉片、渦輪盤、導(dǎo)向葉片等。
燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)造圖
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GE 燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品(50Hz)
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重型燃?xì)廨啓C(jī)主要應(yīng)用于燃?xì)獍l(fā)電、分布式能源系統(tǒng)。 根據(jù)透平進(jìn)口燃?xì)鉁囟鹊牟煌?,重型燃?xì)廨啓C(jī)可分為 E 級(jí)、 F 級(jí)、 H 級(jí),其透平進(jìn)口溫度分別為 1,200℃、1,400℃、 1,600℃。在北美地區(qū), H 級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)為天然氣發(fā)電主要機(jī)型。燃?xì)廨啓C(jī)中需要使用高溫合金的部件主要包括燃燒室、過度導(dǎo)管、渦輪工作葉片、渦輪盤、導(dǎo)向葉片等。
燃?xì)廨啓C(jī)中需要用到高溫合金的部件圖例
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全球具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且能夠設(shè)計(jì)制造重型燃?xì)廨啓C(jī)的供應(yīng)商主要包括美國(guó)通用(GE) 1、德國(guó)西門子(Siemens)、日本三菱(Mitsubishi)、意大利安薩爾多(Ansaldo)等,其分別占全球燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)總份額的 53%、27%、 8%、 5%2。
2、天然氣發(fā)電及分布式能源工程提振重型燃?xì)廨啓C(jī)需求
《天然氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出, “十三五”要抓好天然氣發(fā)電及分布式能源工程等四大利用工程,天然氣占一次能源消費(fèi)比重力爭(zhēng)提高到 10%左右。2017 年 6 月,國(guó)家發(fā)改委與國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《依托能源工程推進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》,就燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化提出具體要求。 根據(jù)《意見》,至 2020 年,我國(guó)將基本形成完整的重型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)體系。天然氣分布式能源即以天然氣為燃料、通過冷、熱、電三聯(lián)產(chǎn)實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用,其綜合能源利用效率達(dá)到 70%以上,與常規(guī)燃煤電站相比二氧化碳排放減少 30%以上,占地面積與耗水量減少 60%以上。截止至 2016 年末,我國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)規(guī)模 7,008 萬千瓦,《規(guī)劃》要求,至2020 年天然氣發(fā)電裝機(jī)規(guī)模上升至 1.1 億千瓦以上,占發(fā)電總裝機(jī)比例超過 5%。分布式發(fā)電方面,截止至2015年年底,我國(guó)天然氣分布式能源項(xiàng)目(單機(jī)規(guī)模 50MW 以下,總裝機(jī)容量200MW以下)共計(jì) 288 個(gè),總裝機(jī)容量超過 1,112 萬千瓦。 2016 年至 2017 年前 7 月,我國(guó)新獲批、簽約天然氣分布式能源項(xiàng)目 68 個(gè),裝機(jī)規(guī)模合計(jì)約 377 萬千瓦。預(yù)計(jì)至2020 年,天然氣分布式能源裝機(jī)規(guī)模將攀升至 4,000 萬千瓦以上。
我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)規(guī)模(萬千瓦)
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我國(guó)天然氣分布式能源裝機(jī)規(guī)模(萬千瓦)
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3、預(yù)計(jì)“十三五”期間燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置投資逾千億元
2014 年全球燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)規(guī)模約為 159 億美元,預(yù)計(jì)至 2020 年,全球市場(chǎng)將增長(zhǎng)至 197 億美元,其中,維修、維保市場(chǎng)約 80億美元(燃燒室維修、維保約 20 億美元)。國(guó)際能源署的測(cè)算認(rèn)為, 2014 年~2024年全球燃?xì)廨啓C(jī)制造總產(chǎn)值約為 3,417 億美元。燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)于渦輪葉片的需求包括新增與更新兩部分。 新增需求方面, 一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)渦輪工作葉片共分為 3 級(jí),每級(jí)擁有渦輪工作葉片數(shù)量約 92 片,合計(jì) 276 片。導(dǎo)向葉片同樣分為 3 級(jí),合計(jì) 108 片。以重型燃?xì)廨啓C(jī)的Ⅰ級(jí)渦輪為例,海外供應(yīng)商渦輪工作葉片的單片成本(單晶)約為 40 萬元,售價(jià)達(dá)到 100 萬元/片左右。如果該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,預(yù)計(jì)單片葉片制造成本下降至 10 萬元左右。 更新需求方面,一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)中,各級(jí)葉片的平均使用時(shí)間為 1.5 萬小時(shí)~2.4 萬小時(shí),一般情況下正常使用 2 年后進(jìn)入替換周期。 根據(jù)運(yùn)行時(shí)間的不同,燃?xì)廨啓C(jī)的維修可大致分為小修、中修與大修。其中,小修針對(duì)燃燒室;中修主要針對(duì)熱端部件,包括燃燒室、渦輪部分等;大修針對(duì)整機(jī)進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。 平均來說,一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)每年需要的渦輪工作葉片備件約 110 片、導(dǎo)向葉片備件約 60 片。通常情況下,每千瓦燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置3的投資額約為 3,000 元?;凇短烊粴獍l(fā)展“十三五”規(guī)劃》,至 2020 年我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 1.1 億千瓦,較 2015年年末的 6,603 萬千瓦增長(zhǎng) 4,397 萬千瓦。 根據(jù)測(cè)算, “十三五”期間我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置投資總額或?qū)⑦_(dá)到 1,319.1 億元, 對(duì)應(yīng)高溫合金市場(chǎng)需求 162 億元。