三门峡合金材料项目实施方案.docx
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1、泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案目录目录第一章第一章 行业发展分析行业发展分析.6一、高温合金行业基本情况和下游应用.6二、高温合金在航天领域的应用和发展状况.8三、面临的机遇与挑战.9第二章第二章 项目建设背景、必要性项目建设背景、必要性.13一、高温合金在核电领域的应用和发展状况.13二、高温合金在燃气轮机领域的应用和发展状况.13三、高温合金在汽车涡轮领域的应用和发展状况.19四、打造国内大循环、国内国际双循环的重要支点.19五、项目实施的必要性.22第三章第三章 绪论绪论.23一、项目概述.23二、项目提出的理由.25三、项目总投资及资金构成.25四、资金筹措方案.25五、项目预期
2、经济效益规划目标.26六、项目建设进度规划.26七、环境影响.26八、报告编制依据和原则.27九、研究范围.28十、研究结论.28泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案十一、主要经济指标一览表.29主要经济指标一览表.29第四章第四章 产品方案分析产品方案分析.31一、建设规模及主要建设内容.31二、产品规划方案及生产纲领.31产品规划方案一览表.31第五章第五章 项目选址可行性分析项目选址可行性分析.34一、项目选址原则.34二、建设区基本情况.34三、努力打造黄河流域生态保护和高质量发展先行市.38四、进一步激发推动转型创新发展的动能.41五、项目选址综合评价.43第六章第六章 发展规划发展
3、规划.44一、公司发展规划.44二、保障措施.50第七章第七章 法人治理结构法人治理结构.52一、股东权利及义务.52二、董事.57三、高级管理人员.62四、监事.64第八章第八章 原辅材料供应原辅材料供应.66泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案一、项目建设期原辅材料供应情况.66二、项目运营期原辅材料供应及质量管理.66第九章第九章 组织机构及人力资源组织机构及人力资源.68一、人力资源配置.68劳动定员一览表.68二、员工技能培训.68第十章第十章 工艺技术方案工艺技术方案.70一、企业技术研发分析.70二、项目技术工艺分析.73三、质量管理.74四、设备选型方案.75主要设备购置一览表
4、.76第十一章第十一章 投资估算及资金筹措投资估算及资金筹措.77一、投资估算的依据和说明.77二、建设投资估算.78建设投资估算表.82三、建设期利息.82建设期利息估算表.82固定资产投资估算表.84四、流动资金.84流动资金估算表.85五、项目总投资.86泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案总投资及构成一览表.86六、资金筹措与投资计划.87项目投资计划与资金筹措一览表.87第十二章第十二章 经济效益经济效益.89一、经济评价财务测算.89营业收入、税金及附加和增值税估算表.89综合总成本费用估算表.90固定资产折旧费估算表.91无形资产和其他资产摊销估算表.92利润及利润分配表.94二
5、、项目盈利能力分析.94项目投资现金流量表.96三、偿债能力分析.97借款还本付息计划表.98第十三章第十三章 风险评估分析风险评估分析.100一、项目风险分析.100二、项目风险对策.103第十四章第十四章 总结分析总结分析.104第十五章第十五章 补充表格补充表格.105主要经济指标一览表.105建设投资估算表.106建设期利息估算表.107泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案固定资产投资估算表.108流动资金估算表.109总投资及构成一览表.110项目投资计划与资金筹措一览表.111营业收入、税金及附加和增值税估算表.112综合总成本费用估算表.112利润及利润分配表.113项目投资现金
6、流量表.114借款还本付息计划表.116泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案第一章第一章 行业发展分析行业发展分析一、高温合金行业基本情况和下游应用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。
7、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泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案异,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、铁基高温合金和钴
8、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、
9、高可靠性的基础,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。铸造高温泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案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
10、的技术需求。其中,代表先进技术水平的单晶高温合金自 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。二、高温合金在航天领域的应用和发展状况高温合金在航天领域的应用和发展状况2018 年以来,我国进入星际探测的高峰期:每年火箭发射均超过30 次。十四五规划瞄准空天科技等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目,攻关新一代重型运载火箭和重复使用航天运输系统。预计我国将持续强化国家战略科技力量,保持一定规模的火箭发射。结合我国未来主力运载火箭长征七号和长征八号芯一级、芯二级、助推器配置的发动机型号及数量,以及发动机中涡
11、轮泵、燃烧室等部件高温合金使用量,并假设未来每年发射长征七号 25 次、长征八号 10 次,五矿证券研究所预计未来 10 年我国火箭发动机用高温合金需求量为 1200 吨。综上所述,未来一段时间内,我国将持续推进航空发动机和燃气轮机提高自主创新能力,持续推进国防建设和能源等战略性产业的自主可控发展。高温合金主要应用领域的发展态势折射出泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案市场乃至国家战略对我国高温合金特别是航空级高温合金的巨大需求。三、面临的机遇与挑战面临的机遇与挑战1、面临的机遇(1)下游需求自然增长和重大装备自主可控先进有色金属材料广泛应用于航空航天、燃气轮机、石油化工等行业。我国宏观经济的
12、健康平稳增长自然带动相关行业对先进有色金属材料的需求增长。同时,特定行业如先进航空发动机的产业化,也会推动关键材料的技术突破和需求增长。此外,随着国内材料生产企业技术水平的提升,民用航空发动机和燃气轮机等领域的国际市场也会加大从我国采购先进有色金属材料的规模。我国实施制造业转型升级,必须实现重大装备的自主可控。如果不具备“自主”能力,那么可能得付出高昂的代价才能从外部采购,因此不具有经济性;如果不具备“可控”能力,那么可能受到恶意攻击而无法使用,因此不具有安全性和可靠性。提升重大装备自主可控水平,就需要着力突破核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础。在这个背景下,我国材料行业
13、的发展目标之一是形成国产材料体系化自主研制和保障能力,实现航空发动机、国产大飞机、重载火箭、核电工程装备、海洋工程装备、油气资源开采等国家大型工程急需的关键基础泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案材料的国内自主供给。2015 年启动的航空发动机、燃气轮机重大科技专项和国防工业构筑的产业体系便对关键战略材料的进口替代提出了明确的要求,这也促进了国内高温合金企业在合金纯净度、成分均匀性和组织一致性等方面的突破和发展。(2)产业政策支持在全球产业竞争格局重大调整的宏观背景下,我国政府陆续发布有色金属工业发展规划(2016-2020 年)、“十三五”国家战略性新兴产业发展规划、重点新材料首批次应用示范
14、指导目录(2019 年版)、关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见等产业政策,通过设定关键战略材料综合保障能力的发展目标,明确关键战略材料的发展重点和应用场景,加快新材料产业的发展,进而推动技术创新,支撑产业升级,建设制造强国。(3)国防开支的适度增长我国政府先后发布关于鼓励支持和引导个体私营等非公有制经济发展的若干意见、关于非公有制经济参与国防科技工业建设的指导意见等指导性文件,鼓励、支持和引导非公有制经济参与国防科技工业建设,推动发展、促进竞争,提高我国武器装备研制生产能力和水平。其中,科技含量高、市场前景好的军民两用高新技术产业如航天、航空和船舶等属于重点支持领域。这
15、些指导性文件一方面允泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案许民营企业参与我国国防建设,从而扩大其潜在市场;另一方面在实践中检验和磨练民营企业的技术水准和研发能力。同时,我国的国防开支占国内生产总值和国家财政支出的比重,国民人均和军人人均国防支出在国防费位居世界前列的国家中处于较低水平。未来,我国国防开支将与国家经济发展水平相协调,继续保持适度稳定增长。作为国防开支中的重要组成部分,充裕的装备费有利于我国加大武器装备建设投入,淘汰更新部分落后装备,升级改造部分老旧装备,稳步提高武器装备现代化水平。2、面临的挑战(1)原材料价格波动较大高温合金行业和铜管材行业在生产过程中,需要使用较多的原材料如镍、
16、铜等。如市场供求关系不均衡,可能导致该等原材料市场价格较大波动,从而给从业企业带来一定的经营风险。(2)新材料产业基础较国外存在差距参考国家新材料产业发展专家指导委员会的数据,在信息显示、运载工具、能源动力、高档数控机床和机器人五大领域所常用的 244种关键材料中,中国仅有 13 项材料国际领先、39 项国际先进,与国外有较大差距的有 101 种。总体而言,我国虽然是材料大国,材料体系较为完整,但是新材料产业在材料科学基础机理研究和材料工程生产泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案工艺上与国外先进水平存在一定的差距。目前,国外高端材料技术壁垒日趋呈现,发达国家对部分先进生产工艺实施了封锁。如果我
17、国不能在新一代材料研发上抢占高地,或者不能提升现有材料的性能,那么国外的垄断优势会更大,我国现代工业的发展也会受到较多掣肘。(3)无法用于特定应用环境或被替代材料是应用导向型的。如果高温合金的承温能力、理化性能、力学性能等不满足特定应用环境在新时代的使用需要,那么高温合金就不会被使用。如果金属基复合材料、碳纤维复合材料等高温材料的研发和产业化应用取得突破,从而在某个应用环境相较于高温合金具有使用寿命、制造和维护成本、重量、铸造工艺性能等方面的优势,则高温合金在该应用环境的需求将被替代。泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案第二章第二章 项目建设背景、必要性项目建设背景、必要性一、高温合金在核电领
18、域的应用和发展状况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 1,387 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
19、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%。二、高温合金在燃气轮机领域的应用和发展状况高温合金在燃气轮机领域的应用和发展状况泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案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
20、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
21、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。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 和泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案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
22、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GRANDVIEWRESERRCH 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
23、。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 的泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案WorldEnergyOutlook2019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
24、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 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
25、,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。泓域咨询/三门峡合金材料项目实施方案经过近百年的发展,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、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
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