中国报告大厅网讯,凝汽式汽轮机作为火力发电领域的核心动力设备,其市场发展态势与火电产业的结构调整深度绑定。
凝汽式汽轮机的核心技术参数直接决定其适配的发电场景与转换效率,行业技术演进始终围绕单机功率提升、转换效率优化两大方向推进,不同发展阶段的核心参数呈现清晰的升级路径。从早期的中小功率机组到当前适配大容量火电机组的大功率产品,参数迭代与火电产业装机容量升级保持同频,国内技术演进路径也与全球行业发展趋势保持一致。
| 时间区间 | 产品类型 | 核心参数(兆瓦) |
|---|---|---|
| 2003年 | 补汽凝汽式汽轮机 | 16 |
| 1980-1989年 | 单轴凝汽式汽轮机 | 800 |
| 1980-1989年 | 双轴凝汽式汽轮机 | 1300 |
| 2024年 | 单排汽口凝汽式汽轮机 | 100-120 |

功率提升背后是火电装机大型化的需求驱动,大容量机组的热效率远高于中小机组,是过去三十年火电产业升级的核心方向。单排汽口的功率限制也反映出当前技术条件下,核心部件制造能力对产品性能的约束。现有参数体系仍围绕传统火电需求构建,适配灵活调峰的新参数体系仍在形成过程中。
除了功率参数,核心部件叶片的参数也在持续升级,当前行业内凝汽式汽轮机末级叶片最大长度可达1000-1200毫米,叶片顶端最大允许圆周速度为550-650米/秒。末级叶片是决定凝汽式汽轮机排汽能力和整体效率的核心部件,长度增加可以降低排汽损失,提升机组循环热效率,同时对叶片材料的强度、抗疲劳性能提出了更高要求。国内头部企业近年来在叶片材料研发上投入持续增加,已经突破了长叶片的制造瓶颈,能够满足1000兆瓦等级超临界凝汽式机组的需求。
超临界技术作为凝汽式汽轮机的核心技术流派,已经成为当前新建煤电项目的主流选型,国家知识产权局信息显示,建投邢台热电有限责任公司取得一项名为“一种超临界供热凝汽式汽轮机”的专利,授权公告号CN223621653U,申请日期为2025年2月。行业内针对超临界凝汽式汽轮机的技术研发仍在持续推进,适配供热需求的产品改良成为研发方向之一。
国家知识产权局信息显示,东方电气集团东方汽轮机有限公司取得一项名为“一种与低压缸刚性连接的侧向排汽凝汽器”的专利,授权公告号CN224107326U,申请日期为2025年4月。东方汽轮机作为国内凝汽式汽轮机制造领域的头部企业,其研发与经营数据能够反映行业头部厂商的基本特征。
天眼查资料显示,东方电气集团东方汽轮机有限公司,成立于1989年,位于德阳市,是一家以从事通用设备制造业为主的企业。企业注册资本607489.501023万人民币。通过天眼查大数据分析,东方电气集团东方汽轮机有限公司共对外投资了19家企业,参与招投标项目49573次,财产线索方面有商标信息21条,专利信息1760条,此外企业还拥有行政许可806个。
学术研究热度能够反映产业界对不同技术方向的关注程度,中国知网收录的相关研究文献的被引量数据,能够一定程度上反映不同方向研究的行业影响力。国内火电产业进入存量改造阶段,围绕改造技术的研究成为行业关注的核心方向,不同细分方向研究的被引量呈现明显差异。
| 研究方向 | 被引量(次) |
|---|---|
| 抽汽凝汽式汽轮机通流改造 | 27 |
| 凝汽发电机组供热改造 | 11 |
| 200MW双抽凝汽式汽轮机性能分析 | 1 |

通流改造和供热改造方向的研究被引量远高于基础性能研究,这与当前火电产业存量改造的市场需求直接相关,说明产业界的技术需求已经从新建机组的产品研发转向存量机组的性能升级。凝汽式汽轮机的基础技术已经较为成熟,大规模的基础理论创新空间相对有限。
头部企业的研发投入重点也与行业需求变化保持一致,东方汽轮机2025年新增的侧向排汽凝汽器专利,就是针对现有机组安装空间限制做出的技术改良,能够提升机组的布置灵活性,适配存量改造项目的空间要求。行业招投标项目数量能够反映企业的市场活跃程度,东方汽轮机每年平均参与近千次招投标,足以看出其在国内市场的活跃程度,头部企业凭借技术、品牌、产能优势,占据了绝大多数新建大型机组的市场份额,中小容量机组的市场则分散给区域中小厂商,但中小厂商的市场份额占比不足两成。
行业进入壁垒主要体现在三个方面,一是技术研发壁垒,核心部件长叶片的制造需要长期的技术积累,新进企业难以短期突破;二是资质壁垒,火电核心设备需要取得火电设备制造许可证,审核门槛较高;三是资金壁垒,单台大型凝汽式汽轮机的造价超过亿元,生产周期超过半年,对企业的流动资金占用较高。
国内火电产业已经从大规模新建转向存量优化升级,“双碳”目标下,煤电的定位从主力电源转向基础调峰电源,同时承担城镇供热的核心功能,大量原有纯凝汽式汽轮机需要进行供热改造,这给行业带来了稳定的增量需求。纯凝机组改造为供热机组,能够提升能源利用效率,减少供热环节的煤炭消耗,符合热电联产的政策导向,国家能源局出台的相关政策明确要求,北方地区具备改造条件的纯凝煤电机组全部完成供热改造,这为凝汽式汽轮机的改造市场提供了政策支撑。
供热改造的核心内容就是对原有凝汽式汽轮机的通流部分、抽汽系统进行改造,部分改造项目需要更换核心转子和叶片,给设备制造企业带来了直接的订单需求。从学术研究的关注度也能看出,供热改造方向的研究被引量达到11次,远高于基础性能研究,说明产业界对该方向的关注度持续提升。
进一步拆解供热改造的市场空间,国内现有纯凝汽式煤电机组超过5亿千瓦,按照每千瓦改造投资100元计算,整体市场规模超过500亿元,分十年完成改造的话,每年带来的市场需求超过50亿元,这个规模能够支撑头部企业的改造业务板块保持稳定增长。不同机组的改造条件存在差异,部分服役年限超过三十年的老机组,改造价值相对较低,实际落地的改造规模会小于理论规模,政策执行力度也会对实际需求产生影响,这一市场的实际增长仍有待观察。
面向行业从业人员的科普内容传播数据也能反映行业关注热度,2022-06-08发布的一条抽汽凝汽式汽轮机科普视频,获得点赞655次,评论17条,分享455次,收藏305次,评论区共展示15条相关讨论内容,收藏量接近点赞量的一半,说明从业人员对该内容有较强的留存需求,进一步验证了行业对凝汽式汽轮机相关技术内容的高关注度。
供热改造对凝汽式汽轮机企业来说,不同于新建机组的大规模订单,改造订单具有小批量、多品种的特征,对企业的柔性生产能力提出了更高要求,头部企业凭借完善的服务网络和技术积累,在改造市场上同样具备竞争优势,中小厂商只能承接部分小型机组的改造业务,难以进入大型机组改造市场。
尽管存量改造市场带来了稳定的增量需求,但新建凝汽式汽轮机的需求已经出现明显收缩,国内新能源发电装机规模持续增长,煤电新建项目规模不断下降,“双碳”目标明确提出,严格控制煤炭消费总量,新建煤电项目的审批日趋严格,这直接导致新建凝汽式汽轮机的市场需求持续下滑。过去十年,国内每年新建煤电装机规模从超过5000万千瓦下降到不足2000万千瓦,对应的凝汽式汽轮机新增需求也下滑了超过六成,头部企业的产品线已经开始向新能源装备领域延伸,东方汽轮机也布局了风电汽轮机、光伏光热发电设备等产品线,降低对传统火电凝汽式汽轮机的依赖。
需求结构的变化也导致行业竞争日趋激烈,头部企业之间的竞争从原来的争夺新建项目订单转向争夺存量改造订单,部分企业通过降价方式获取订单,导致行业利润率出现一定程度的下滑。另一方面,上游原材料价格波动也给行业带来了一定的成本压力,凝汽式汽轮机的核心原材料是钢材,钢材价格的波动会直接影响企业的生产成本,由于设备订单通常采用开口价或者闭口价的定价方式,价格波动的风险多数由制造企业承担,当钢材价格出现大幅上涨时,企业的利润率会受到明显挤压。
行业还面临技术迭代的压力,随着煤电灵活调峰要求的提升,传统凝汽式汽轮机的设计需要做出调整,提升机组的调峰灵活性,对深度调峰工况下的叶片疲劳强度、转子稳定性都提出了新的要求,企业需要持续投入研发,适配新的需求,这也增加了企业的研发成本。
从现有行业发展态势来看,凝汽式汽轮机行业已经进入成熟期,市场规模整体保持稳定,不会出现大规模增长,也不会出现快速萎缩,存量改造需求将成为未来行业需求的核心支撑,头部企业凭借技术和规模优势,将持续占据市场的主导地位,中小厂商则会逐步退出市场,行业集中度会进一步提升。
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