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凝汽器行业产业链及技术工艺发展分析(凝汽器项目市场投资可行性研究报告-节选)

第一节 凝汽器行业产业链概述

凝汽器行业的上游产业主要以钢铁和有色金属为主,下游产业主要以汽轮机为主。

凝汽器行业产业链结构图

第二节 凝汽器上游行业发展状况分析

一、钢铁

1、钢铁的定义

钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用,故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。按含碳的含量的不同,铁碳合金分为钢与生铁两大类,钢是含碳量为0.03%~2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢,冶炼方便、加工容易、价格低廉,而且在多数情况下能满足使用要求,所以应用十分普遍。

2、我国钢铁行业的现状

2009年1~3月,我国产钢12744.35万吨,同比增长1.39%;生产生铁12237.58万吨,同比增长4.29%;生产连铸坯12364.51万吨,同比增长1.70%;生产钢材14472.89万吨,同比增长2.77%;生产焦炭7401.20万吨,同比增长-5.94%;生产铁矿石16671.62万吨,同比增长2.59%;生产铁合金392.89万吨,同比增长-7.07%。

增速表明,2009年一季度,我国钢、铁、材的产量均有所增长,但增速较上年同期明显下降,但较2008年四季度有所好转。一季度,钢铁行业主要产品产量的另一个特点是铁矿石和铁合金的增速显著下滑。

从产量比重看:全国重点统计单位钢、铁、材产量分别占我国总量的78.51%、78.81%、63.84%,其它企业分别占我国总量的21.49%、21.18%、36.16%。从增量因素看:相对数方面,重点企业钢、铁、材产量的增幅分别较上年同期增长-2.70%、2.20%、-1.75%;而以民营企业为代表的其它企业的增速分别为19.80%、12.92%、11.86%,分别比国有重点企业高15.62、9.66、13.61个百分点。

3、我国钢铁行业的未来走势

预计在全球经济继续下行,钢铁产能过剩压力下,未来一年国内钢材市场难以走出低谷,价格难以大幅反弹,炼钢炉料市场也仍将低迷。

与钢铁一样,原料行业也存在产能大幅过剩问题。例如焦炭,山西、山东和河北主要产焦省下调4月焦炭行业指导价,并将行业限产幅度提高到50%以上;而矿石市场问题更加突出,河北、山西等地矿山大面积停产。另外,为与印度矿加强竞争,力拓等三大国际矿业巨头加大现货销售力度,港口库存大增。3月末我国主要港口铁矿石库存量为6634万吨,较2月末增加12%,远超出市场需求。

二、有色金属

1、定义

狭义的有色金属又称非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金即以有色金属为基体(通常大于50%),加入一种或几种其他元素而构成的合金。
2、行业现状:高进口、低出口。

2009年全球有色金属市场仍在复苏之中。美国房地产和汽车行业复苏缓慢导致市场对上游有色金属的需求仍然处于底部。而2009年中国经济快速复苏,2009初开始,中国汽车消费迎来了第三次消费浪潮。(中国交通运输占铝、铅、锌的消费比例分别是23%、28%和23%)。与此同时,中国房地产和家电行业走势良好。因此,中国出现了有色金属高进口、低出口的现象。2009年1-5月进口铜1,759,304吨,同比增长53%,进口废铜33万吨。1-5月进口未锻轧铝1,035,286吨,同比增长156.8%,进口氧化铝及废铝的量分别为48万吨和16万吨。同时1-5月出口52,622吨,同比降82.9%。这种内强外弱的局势一直持续到9月份。这使得国内外的价差一直处于进口盈利中,中国高额的进口弥补了西方国家需求的减少,从而推动了世界有色金属价格的上涨。

3、未来发展

在世界性经济复苏和通胀预期下,有色金属牛市在2010年仍将持续。但随着进口盈利的消失,2010年中国不可能再度重复2009年高额的进口量。

第三节 凝汽器下游行业发展情况分析

1、工业汽轮机的定义

工业汽轮机是工业企业中驱动用汽轮机与自备电站发电用汽轮机总称。产品主要应用于石油、化工、钢钞、电力、轻工等工业配套设备驱动领域;也应用于造纸、纺织、制糖、酿酒、食品、建材、制药和城市加压煤气等企业自备热电站;也可应用于热电联供城市区域性热电厂及利用地热、低品位余热发电没备。工业汽轮机具有转速较高、变速范围较大,应用范围广泛及品种规格非常繁多等特点。

2、我国汽轮机的发展

自1955年国产首台汽轮机诞生以来,中国工业汽轮机行业从无到有,逐渐壮大,现已具有较大的舰模。在1986年~l992年期间,工业汽轮机行业以调整产品结构、加强产品开发及消化吸收应用引进工业汽轮机先进技术为中心,加速了工业汽轮机行业的技术进步,提高了工业汽轮机行业的生产能力、劳动生产率、产品水平和经济效益,工业汽轮机的年产量从1985年的178台5g67MW提高到1992年的331台1793MW,增长206%,年平均增长率为30%。在1986~1992年期间国民经济和社会发展中,工业汽轮机行业获得了气跃发展,七年翻了三番,开创了中国工业汽轮机发展史上一个黄金时期。1992年至今,我国工业汽轮机行业进入了成熟阶段。

3、我国汽轮机行业的未来展望

1)提高热力循环的热效率。汽轮机的排汽压力越低,蒸汽循环的热效率就越高。此外,提高汽轮机热效率的措施还有,采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。提高汽轮机的热效率,对节约能源有着重大的意义。

2)大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向,这其中研制更长的末级叶片,是进一步发展大型汽轮机的一个关键;研究提高热效率是汽轮机发展的另一方向,采用更高蒸汽参数和二次再热,研制调峰机组,推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势。

3)在汽轮机设计、制造和运行过程中,采用新的理论和技术,以改善汽轮机的性能,也是未来汽轮机研究的一个重要内容。

第四节 凝汽器现有工艺发展情况

1、强化传热技术

所谓提高换热器性能,就是提高其传热性能。狭义的强化传热系指提高流体和传热面之间的传热系数。其主要方法归结为下述两个原理,即使温度边界层减薄和调换传热面附近的流体。前者采用各种间断翅片结构,后者采用泡核沸腾传热。最近还兴起一种EHD技术,即电气流体力学技术,又称为电场强化冷凝传热技术,进一步强化了对流、冷凝和沸腾传热,特别适用于强化冷凝传热,并适用于低传热性介质的冷凝,因而引起人们的普遍关注。其原理是,对某些不导电液体的表面施以相垂直的电场,使液体表面变得很不稳定,借冷凝液表面的张力作用和在静电场下液膜的不稳定现象使液膜厚度减薄,从而强化冷凝传热。其所需电场耗用的电力很小。

2、凝汽器改造技术

所谓凝汽器改造是指在对电厂现场反复勘察的基础上,提出凝汽器改造的具体方案,在大修前准备好所有软硬件,利用电厂大修时间完成施工。

3、高压清洗机之火电厂凝汽器管除垢新技术

目前,电厂凝汽器除垢的方法分为离线和在线2种:

1)离线清洗

主要是采用高压水射流进行凝汽器清洗。

2)在线清洗

胶球清洗方法,即在冷却水进水管路里投放表面粗糙的胶球,利用胶球与管壁间的摩擦清洗凝汽器管。

4、凝汽器不锈钢管切、胀、焊的施工工艺

凝汽器是电厂中重要的热交换设备,根据对循环水水质的不同要求,凝汽器冷却管束可选用铜管、钛管及不锈钢管。为了提高凝汽器的高可靠性、高气密性,大型火力发电机组的凝汽器在淡水区域选择不锈钢管以成为目前的发展趋势。由于此种凝汽器属新工艺,在行业内尚未有统一的施工标准,施工工艺只能参照钛管执行。

第五节 凝汽器新工艺发展情况

1、火电厂凝汽器高压水射流在线清洗机器人技术

该清洗技术是在火电厂凝汽器循环水侧壳体内安装水下机器人,根据电厂运行需要由机器人随时完成在线清洗工作,从而达到保持凝汽器换热面清洁、提高电厂运行效率的目的。它同时兼具离线清洗和在线清洗的优点,并且运行安全,成本低廉,能有效解决火电厂凝汽器积垢的问题。目前,可行的水下凝汽器高压水射流在线清洗机器人主要有2种类型:滚珠丝杠型直角坐标机器人和关节型直角坐标机器人,都是通过机器人来定位高压水射流喷头对凝汽器冷却水管进行清洗。

2、凝汽器射弹清洗技术

该技术采用独特的清洗工艺,管路清洁子弹放入有沉积物的管路中,并通过气水冲击式射弹清洗器利用气水混流将子弹射过每根管路,在子弹前形成“气水前锋”。每个清洁子弹由中心柱和七组清洗园片构成,能自动调整到管路直径的尺寸。每组园片有四个列片相互咬合和重叠,子弹头部有四个射流孔,使得清洁子弹前进时发生旋转,即使管路中有大量的污垢,子弹也能高速旋转、缓慢推进,以保障清洗园片刮净管路内壁,而不会在管路中被堵塞。每个清洗园片刮下管壁上的沉积物,并把它们夹在园片中间带出管路。清洁子弹是由特殊聚乙烯材料制作而成,保证具有极好的刮片边缘磨损性能,使清洗园片在工作时不损坏管路内壁。轻易去除污垢层。具有清洗速度快,除垢彻底、无腐蚀等特点。

3、凝汽器补水节能装置技术

该技术是通过近几年来发展起来的一门热工理论等效焓降法,作为一种新的热力系统计算分析方法。在冷凝器中增加一套补水装置,把化学补水科学喷入,使排出的汽体迅速冷却,从而提高机组真空和回热经济性,同时使进入除氧器的水温提高,含氧量降低,提高除氧器除氧效率。采用该装置后,煤耗可下降1-3克/千瓦时。

4、汽轮机凝汽器强化传热节能减排新技术

从传热学的角度分析,结合电厂运行实践,提出了在原有凝汽器上增加热交换面积来提高传热效能,改善凝汽器热交换工况,提高凝汽器真空的方法,提高机组出力,减少循环冷却水用量,降低冷却水循环泵的功耗,以实现节能减排的目标。

5、凝汽器真空提高技术

小汽轮机排汽冷却和抽空气管道蒸汽冷却。在凝汽器喉部小汽轮机排汽口处安装一组冷却水环,利用凝结水泵出口水的富裕流量,冷却小汽轮机排汽,在不增加凝结水泵耗功的条件下,降低凝汽器热负荷;在凝汽器抽气管路上加装冷却装置,利用化学补水把抽吸混合物中的大部分水蒸汽凝结并疏出,可以降低抽气设备工作水温度,并能降低抽气管路中的压力和流动阻力,提高抽气设备的抽吸能力和真空。

6、凝汽器不锈钢管技术

凝汽器的传热阻力主要由四部分构成:对流放热热阻+污垢热阻+管壁导热热阻+凝结放热热阻,而管壁导热热阻仅占5%左右,起决定性作用的是污垢热阻和对流放热热阻和凝结热阻。多向扰流强化换热管采用了类似平板换热器的三维强化换热结构,既具有螺旋槽管的漩流强化作用,又具有横纹管的涡流强化换热效果,而且其换热强化结构参数正好撷取两种情况的最优值而又避免了各自的缺点,使得管内对流换热系数大幅度提高;管外壁的菱形花纹能有效地阻止凝结水膜的形成,变低效的膜状凝结为高效的珠状凝结,因此凝结放热系数得以提升;此外,不锈钢的清洁系数是铜管的1.29倍,污垢热阻大大减小。不锈钢多向扰流管使凝汽器中占主导作用的三大热阻(污垢热阻、凝结热阻、对流热阻)显著降低,与铜管相比,总体传热热阻得到大幅下降,电厂凝汽器现场检测数据计算表明传热系数比铜管高1~3倍。

第六节 凝汽器行业技术发展趋势

凝汽器并非独立发展,而是做为机械产品一部分,随着机械产品节能、环保等发展方向随之发展的。其严密性和安全性将是工作的重中之重。

(1)凝汽器研究进展比较全面,值得讨论之处也较多,个别节能的方式方法上尚无定论。

(2)探索在结构方式上变化导致的变化仍在进行中。在管间距,管径,板厚等全面优化,找出制冷效果最佳点,同时进行经济性的合理性研究

(3)微细尺度换热的研究已经起步,微细管径的冷凝器将可能是一个热点。

(4)数值模拟和CFD仿真仍将继续加强,这对减少成本,加快研发周期,得出最佳预期值具有重要意义。

(5)机械系统中各部件不是独立的,讲究整体效果,因此,在设计计算冷凝器结构时,应综合考虑与其它各部件的匹配。

(6)随着工业机械的发展,新型管材品种的开发、研制也成为新的发展方向。


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