電力工業(yè)設備防護市場研究

　　1、電力工業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎

　　經(jīng)濟的快速發(fā)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(fā)電情況，雖然國家倡導清潔能源如水電、核電以及風能發(fā)電，但是由于這些能源的局限性，并不能保持一個高速的發(fā)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(fā)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(shù)據(jù)來源：中國電力企業(yè)聯(lián)合會

　　2、電力設備防腐蝕、磨損工作已受到企業(yè)的廣泛關注

　　電力工業(yè)是具有社會公用事業(yè)性質(zhì)的行業(yè)，當今社會對電力工業(yè)的安全要求越來越高，電力安全生產(chǎn)關系到國家和人民的生命財產(chǎn)安全，關系到人民群眾的切身利益，關系到國民經(jīng)濟健康發(fā)展，關系到人心和社會的穩(wěn)定，電力安全生產(chǎn)的重要性毋庸置疑。電力行業(yè)中特別是火電企業(yè)，從鍋爐、汽輪機、電機的主機系統(tǒng)，到制粉、輸灰等輔助部分，常常由于系統(tǒng)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(fā)電，造成巨大的經(jīng)濟損失。在電力系統(tǒng)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?shù)谋壤�，電力設備腐蝕、磨損控制已成為電力企業(yè)安全穩(wěn)定運行的重要保障，電力企業(yè)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(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學或電化學反應，導致材料變質(zhì)的現(xiàn)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(qū)域的四面水冷壁上。腐蝕嚴重的區(qū)域大都位于噴燃器區(qū)域的中部和下部。腐蝕區(qū)域的水冷壁向火側呈黑褐色，外層松軟，內(nèi)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(qū)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(fā)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(diào)整，防止熱負荷過分集中，造成爐膛局部溫度過高而發(fā)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(nèi)，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(diào)整等改善水冷壁附近煙氣的流場和性質(zhì)，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(chǎn)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(shù)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(huán)流化床鍋爐最容易受磨損蒸發(fā)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(fā)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(zhì)，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(yè)廣泛的應用。

　　4、電力工業(yè)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(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，各國都把發(fā)展低碳經(jīng)濟作為“抓手”。據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)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(guī)劃355克/千瓦時節(jié)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(yè)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(chǎn)的火電機組中，大容量、高參數(shù)的火電機組仍是新增機組的主力。

　　國家的環(huán)保政策、企業(yè)自身節(jié)能降耗以及關停小機組、投產(chǎn)大容量火電機組，使得火電工業(yè)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(yè)自身防護觀念也正在發(fā)生變化。過去，企業(yè)為節(jié)約短期運營成本、對設備防護認識不夠，多數(shù)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(yè)不得不更換設備部件，反而企業(yè)增加成本。隨著越來越多的企業(yè)進行設備防護，發(fā)現(xiàn)有效的措施不僅能夠減少企業(yè)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(chuàng)造了效益，所以電力企業(yè)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(yè)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(diào)研獲取基礎數(shù)據(jù)。本次調(diào)研共發(fā)放20份調(diào)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(shù)為40㎡，由此推出行業(yè)每萬千瓦火電裝機容量產(chǎn)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(yè)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(shù)量為15，占總數(shù)的83%，加權平均數(shù)為31，由此推出行業(yè)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(shù)量為8，其次為1-2年，樣本數(shù)量為6，前兩項的樣本的比例占總數(shù)的78%，加權平均數(shù)為2.1年，由此推出行業(yè)平均防護周期約為2年左右。

　　目前我國70%火電企業(yè)中對鍋爐“四管”仍使用傳統(tǒng)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(tài)，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(yè)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(jīng)濟危機、煤價上漲、電價體制的三重壓力，讓火力發(fā)電行業(yè)面臨著極度困境。我們對火電行業(yè)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(shù)據(jù)來源：漢鼎咨詢

　　據(jù)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(tǒng)、輸灰系統(tǒng)

　　電力行業(yè)煤粉鍋爐中制粉系統(tǒng)的輸煤管道，除塵系統(tǒng)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(tǒng)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(yè)平均防護面積約為6㎡左右;防護周期2-3年的樣本數(shù)量最多，為10個，其次為4-5年，為5個，四項加權平均數(shù)3.1年，由此推斷行業(yè)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(tǒng)的尾部煙道、除塵器防護面積在6-18㎡之間，三項加權平均數(shù)為12.6㎡，由此推斷行業(yè)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(yè)平均維護周期為3年左右。

　　據(jù)此測算，2010-2015年我國火電鍋爐制粉、輸灰系統(tǒng)防護面積如下表：

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

　　(3)環(huán)流化床鍋爐

　　循環(huán)流化床鍋爐是目前國際上公認的環(huán)保、節(jié)能型鍋爐，已在發(fā)達國家廣泛使用。我國從調(diào)整能源結構和保護環(huán)境出發(fā)，大力開發(fā)火力發(fā)電和供熱企業(yè)使用的大容量循環(huán)流化床鍋爐。2007年我國循環(huán)流化床鍋爐的裝機數(shù)量已近3，000臺，年新增數(shù)量約100臺左右。由于循環(huán)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(nèi)襯用耐磨材料的使用環(huán)境非常惡劣。

　　根據(jù)調(diào)研問卷顯示，電力行業(yè)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐需要使用抗蝕耐磨襯里材料根據(jù)鍋爐的大小集中在50噸到300噸之間，此間的樣本量數(shù)量為14個，四項加權平均數(shù)為193噸，由此推斷行業(yè)每臺鍋爐平均需求為200噸左右;老的循環(huán)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(shù)量為11個，三項加權平均數(shù)為48.3噸，由此推斷行業(yè)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐的平均維護使用量在50噸左右;從調(diào)研統(tǒng)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(yè)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(yè)循環(huán)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(huán)流化床鍋爐在我國發(fā)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(jù)行業(yè)經(jīng)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(huán)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(huán)流化床鍋爐需要防護的面積(萬㎡)