我國(guó)變壓器行業(yè)對(duì)取向硅鋼的需求分析

朱翠翠 陳 卓

1.前言

取向硅鋼是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)十分重要的原材料產(chǎn)品之一。該產(chǎn)品主要用于大、中、小型變壓器、互感器以及電子變壓器等行業(yè)，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大約每年需要取向硅鋼90萬(wàn)噸-100萬(wàn)噸（含二次油片用量），其中高磁感取向硅鋼約占30%-40%。

2.變壓器及互感器行業(yè)現(xiàn)狀

目前，不完全統(tǒng)計(jì)我國(guó)變壓器生產(chǎn)企業(yè)已超過(guò)2000多家（包括電力變壓器、電子變壓器、互感器和整流器等相關(guān)企業(yè)），有能力生產(chǎn)500kV變壓器的企業(yè)有15家以上，其中包括特變電工的沈陽(yáng)變壓器廠、衡陽(yáng)變壓器廠、西安變壓器廠、保定天威保變電氣股份有限公司、常州東芝變壓器有限公司、重慶ABB變壓器有限公司、上海阿爾斯通變壓器有限公司等；能生產(chǎn)220kV變壓器的企業(yè)己超過(guò)30家，生產(chǎn)110kV級(jí)的企業(yè)己達(dá)到120家以上，其中年產(chǎn)超過(guò)百臺(tái)的企業(yè)有特變電工衡變、沈變，保變、青島青波、華鵬等廠家；生產(chǎn)干式配電變壓器的企業(yè)約有120家，生產(chǎn)能力在100萬(wàn)kVA以上的企業(yè)有順德、金鄉(xiāng)、許繼、華鵬等廠家；生產(chǎn)箱式變壓器的企業(yè)有800-1000家。其中在中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)變壓器分會(huì)注冊(cè)的會(huì)員單位約489家，含變壓器類353家（新入會(huì)43家）、互感器類55家、調(diào)壓器類6家、組件類75家。2009-2013年我國(guó)變壓器行業(yè)主要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

3.我國(guó)變壓器企業(yè)分布狀況

從變壓器分會(huì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)看：我國(guó)變壓器（含互感器）廠家主要分布在：華東地區(qū)、華北地區(qū)、東北地區(qū)以及華南等地區(qū)。據(jù)調(diào)查，山東省大小變壓器廠有100多家、河北省僅鐵心加工企業(yè)就有300多家，浙江省樂(lè)清市變壓器協(xié)會(huì)會(huì)員就有300多家。從各地區(qū)取向硅鋼需求看，目前初步統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)取向硅鋼需求約100萬(wàn)噸，華東地區(qū)約占40%、東北地區(qū)約占6%、華南地區(qū)約占8%、華中地區(qū)約占6%、西南西北地區(qū)約占15%、華北地區(qū)約占20%、其他約占5%。我國(guó)變壓器行業(yè)取向硅鋼消耗統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 我國(guó)變壓器行業(yè)取向硅鋼消耗統(tǒng)計(jì)萬(wàn)噸

4.取向硅鋼在變壓器上的應(yīng)用

4.1 變壓器對(duì)取向硅鋼的使用要求

硅鋼片是構(gòu)成變壓器鐵心的主要材料，變壓器鐵心對(duì)材料的基本要求，是在一定頻率及磁通密度下具有低的鐵心損耗和在一定磁場(chǎng)強(qiáng)度下具有高的磁通密度。

單位鐵損小是硅鋼片最重要的指標(biāo)，世界各國(guó)都以鐵損值劃分硅鋼片牌號(hào)，鐵損越低，牌號(hào)越高，質(zhì)量越好，單位磁化容量較小的激磁電流可以得到較大的磁感應(yīng)強(qiáng)度，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高在相同磁場(chǎng)強(qiáng)度下，能獲得較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度的硅鋼片，其制造產(chǎn)品所需體積和重量較小，相對(duì)而言可節(jié)省硅鋼片、銅線和絕緣材料；平整度好硅鋼片表面光滑、平整、厚度均勻，疊裝系數(shù)高，沖片性能好涂層與底層緊密結(jié)合，具有良好的附著性，可防止加工時(shí)涂層脫落，硅鋼片表面對(duì)絕緣漆膜的附著性和焊接性良好，磁時(shí)效隨使用時(shí)間而變化的矯頑力或鐵損的增長(zhǎng)率較小，硅鋼片須經(jīng)退火和酸洗后交貨。

4.2 典型變壓器對(duì)取向硅鋼的用量

制造變壓器的核心材料有硅鋼片、電磁線、絕緣材料、變壓器油等，其中，硅鋼片的成本占變壓器生產(chǎn)成本的30%-40%。

（1）500kV級(jí)及以上變壓器所用硅鋼片牌號(hào)主要包括：30ZH120、30ZH110、27ZH100等，容量在250MVA變壓器每臺(tái)平均大約需要80噸高磁感取向硅鋼片，容量在720MVA-840MVA變壓器每臺(tái)平均大約需要240噸高磁感取向硅鋼片；

（2）±500kV級(jí)及以上換流變壓器所用硅鋼片牌號(hào)主要包括：27ZDKH90、23ZDKH90、23ZDKH70等，每臺(tái)換流變壓器需要約80噸激光照射硅鋼片；

（3）110kV-220kV級(jí)變壓器使用硅鋼片牌號(hào)主要包括： 30Q130、30ZH120和30Z H110。容量在120MVA-180MVA的220kV變壓器每臺(tái)平均大約需要50噸-70噸硅鋼片，容量在16MVA-63MVA的110kV變壓器每臺(tái)平均大約需要10噸-30噸硅鋼片；

（4）35kV級(jí)變壓器需求牌號(hào)為30Q130、30Q120硅鋼片，10kV級(jí)配電變壓器需求牌號(hào)為30Q130、30Q120、30ZH120、27ZH100硅鋼片，使用按容量確定。

5.我國(guó)取向硅鋼的供給情況

5.1 取向硅鋼現(xiàn)有產(chǎn)能

2013年全國(guó)已有11家企業(yè)生產(chǎn)取向硅鋼，取向電工鋼產(chǎn)能達(dá)到122萬(wàn)噸，同比增加7萬(wàn)噸，增幅6.09%。我國(guó)取向硅鋼現(xiàn)有產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

5.2 近幾年取向硅鋼的生產(chǎn)情況

2013年我國(guó)共生產(chǎn)取向電工鋼94.59萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量為109.5萬(wàn)噸。近五年我國(guó)取向硅鋼產(chǎn)量曾逐年上升的趨勢(shì)。見(jiàn)圖1。

5.3 取向硅鋼進(jìn)出口情況

近幾年，我國(guó)取向硅鋼產(chǎn)能和產(chǎn)量呈持續(xù)上升的態(tài)勢(shì)，滿足了國(guó)內(nèi)大部分的市場(chǎng)需求，取向硅鋼進(jìn)口量曾逐年減少，出口有小幅的增加。據(jù)中國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)進(jìn)口取向硅鋼17.9萬(wàn)噸，同比減少了2.84萬(wàn)噸，出口取向硅鋼2.95萬(wàn)噸。見(jiàn)圖2。

圖1 2009-2013年我國(guó)取向硅鋼產(chǎn)量 萬(wàn)噸

圖2 2009-2013年我國(guó)取向硅鋼進(jìn)出口量 萬(wàn)噸

6.未來(lái)變壓器行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)分析及取向硅鋼需求預(yù)測(cè)

表3 我國(guó)取向硅鋼現(xiàn)有產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)萬(wàn)噸

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)明顯滯后于電源建設(shè)，加劇了電力供應(yīng)緊張的局面。同時(shí)，由于主網(wǎng)架相對(duì)薄弱，以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，也限制了對(duì)供電資源的調(diào)配能力。為全面解決電網(wǎng)建設(shè)滯后的問(wèn)題，落實(shí)中央進(jìn)一步擴(kuò)大內(nèi)需、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的部署，國(guó)家電網(wǎng)從2012年起將投資規(guī)劃由原來(lái)的“未來(lái)2年投資5500億元”調(diào)整為“未來(lái)2-3年投資1.16萬(wàn)億元”，（指2013-2014年）年均投資額由2750億元提高至3866億元，提高幅度達(dá)到40%。在電網(wǎng)建設(shè)中，主干電網(wǎng)建設(shè)將成為電網(wǎng)投資的重中之重，國(guó)內(nèi)220kV及以上輸電網(wǎng)建設(shè)在未來(lái)2-3年將處于景氣周期。受益于直流超高壓線路的建設(shè)，500kV及以上產(chǎn)品的增長(zhǎng)將有所提速，高壓設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)將明顯受益，其中包括超（特）高壓變壓器，按照我國(guó)電站向大機(jī)組發(fā)展的趨勢(shì)以及當(dāng)前的輸電模式，未來(lái)50%以上的電站將直接與500kV輸電線路相接，另外50%則與220kV輸電線路連接，有以下表現(xiàn)：

（1）500kV變壓器。目前國(guó)內(nèi)新建電廠中單機(jī)容量60萬(wàn)kW的機(jī)組已經(jīng)成為主力機(jī)型，隨著時(shí)間的推移，裝機(jī)構(gòu)成中60萬(wàn)kW大型機(jī)組的比重將上升。《電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，單機(jī)容量為500MW及以上機(jī)組，一般宜直接接入500kV電壓電網(wǎng)。根據(jù)中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2007年國(guó)內(nèi)發(fā)電設(shè)備企業(yè)60萬(wàn)kW和100萬(wàn)kW火電機(jī)組的產(chǎn)量為5260萬(wàn)kW，占當(dāng)年火電設(shè)備總產(chǎn)量的比重達(dá)到53%。60萬(wàn)kW機(jī)組占比的增加，意味著需要建設(shè)更多的500kV輸電線路，中間變電容量也會(huì)有所增長(zhǎng)。另外，國(guó)家電網(wǎng)公司計(jì)劃在“十二五”末期，爭(zhēng)取解開(kāi)所有主網(wǎng)架重載輸電主通道上的電磁環(huán)網(wǎng)，累計(jì)打開(kāi)500/220（330/110）kV電磁環(huán)網(wǎng)62處，而解開(kāi)上述電磁環(huán)網(wǎng)的基本手段就是強(qiáng)化500kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)500kV與220（330/110）kV分層分區(qū)運(yùn)行。對(duì)于一些已經(jīng)形成500kV電網(wǎng)主網(wǎng)架的大中城市，也存在隨負(fù)荷的增加必須強(qiáng)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。那些目前以220kV電網(wǎng)作為主網(wǎng)架的大中城市，也不排除未來(lái)建設(shè)500kV城市環(huán)網(wǎng)甚至雙環(huán)網(wǎng)的可能。隨著時(shí)間的推移，500kV變壓器的更新需求也將逐漸增長(zhǎng)。預(yù)計(jì) 2012-2016年年均需求將維持在2.2億kVA的水平。

（2）直流換流變壓器。我國(guó)超高壓直流輸電的應(yīng)用主要是為了解決能源中心和負(fù)荷中心地理位置相距較遠(yuǎn)的問(wèn)題。水能和煤炭資源是我國(guó)電力能源供應(yīng)的兩大支柱，其中水能資源主要分布在西部，而且開(kāi)發(fā)程度很低，不到15%；煤炭探明儲(chǔ)量中華北和西北地區(qū)所占比例超過(guò)70%，開(kāi)發(fā)潛力非常巨大。而我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)基本集中在京、津、冀、魯、華東和華中東部四省以及南方的廣東省，客觀上需要從外部大規(guī)模調(diào)入能源，考慮到特高壓直流輸電線路的經(jīng)濟(jì)性明顯好于500kV交流線路，我國(guó)制定了大規(guī)模建設(shè)高壓直流輸電線路的計(jì)劃，包括800kV直流和500kV直流輸電工程。根據(jù)規(guī)劃，到2020年800kV特高壓直流線路將建設(shè)15回，總輸送功率為1.02億kW。正在建設(shè)的云南－廣東800kV和向家壩－上海800kV就是云南水電和金沙江水電送出特高壓直流輸電工程中的項(xiàng)目。預(yù)計(jì)到2015年，包括500kV和800kV在內(nèi)的直流換流變壓器的市場(chǎng)需求大約為400億元。

（3）特高壓交流變壓器。根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)的規(guī)劃，在“十二五”期間，形成“三縱三橫”的特高壓交流骨干網(wǎng)架以及11項(xiàng)特高壓直流輸電工程，預(yù)計(jì)5000億元。對(duì)于特高壓公司而言，有望迎來(lái)“特高速”發(fā)展。事實(shí)上，對(duì)于特高壓的利弊，業(yè)界評(píng)論不一，但不論如何2011年3月建設(shè)特高壓電網(wǎng)被列入《“十二五”規(guī)劃綱要》并明確指出，我國(guó)要適應(yīng)大規(guī)模跨區(qū)輸電和新能源發(fā)電并網(wǎng)的要求，加快現(xiàn)代電網(wǎng)體系建設(shè)，進(jìn)一步擴(kuò)大西電東送規(guī)模，完善區(qū)域主干電網(wǎng)，發(fā)展特高壓等大容量、高效率、遠(yuǎn)距離先進(jìn)輸電技術(shù)?！笆濉币?guī)劃中已經(jīng)列入，就意味著建設(shè)特高壓電網(wǎng)已上升到了國(guó)家戰(zhàn)略層面。2011年年初，“十二五”期間在特高壓交流試驗(yàn)示范工程的基礎(chǔ)上，加快“三華（華北、華東和華中區(qū)域電網(wǎng)）”特高壓交流同步電網(wǎng)建設(shè)；到2015年，“三華”特高壓電網(wǎng)形成“三縱三橫一環(huán)網(wǎng)”，還將建成11回特高壓直流輸電工程。2012年還有兩條特高壓交流線路會(huì)被核準(zhǔn)，其中一條年內(nèi)招標(biāo)。2012至2013年，還將要加快跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目。以“就地平衡發(fā)展方式”向“大范圍資源優(yōu)化配置”發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。東部地區(qū)的缺電現(xiàn)象將成為特高壓建設(shè)加速的一個(gè)很好的契機(jī)，在交流和直流特高壓中，看好點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直流特高壓的輸送方式。對(duì)于發(fā)展特高壓，國(guó)家電網(wǎng)一直積極，提出完成“四交三直”七條特高壓線路核準(zhǔn)開(kāi)工計(jì)劃。國(guó)網(wǎng)年度會(huì)議上提出2012年確保4項(xiàng)特高壓交流工程獲得國(guó)家核準(zhǔn)并開(kāi)工。2012年至2020年，國(guó)網(wǎng)公司特高壓變電容量將投運(yùn)約3億kVA，對(duì)特高壓變壓器的總需求將達(dá)到300臺(tái)，總金額可達(dá)120億元。考慮到南網(wǎng)公司的特高壓建設(shè)，估計(jì)2012年至2020年，國(guó)內(nèi)1000kV特高壓變壓器市場(chǎng)總需求可能達(dá)到約450臺(tái)。

（4）核電發(fā)展對(duì)變壓器市場(chǎng)的影響。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委制定的《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2005－2020）》，預(yù)計(jì)到2020年，核電運(yùn)行總規(guī)模將達(dá)到4497萬(wàn)kW，另外未完工在建核電建設(shè)規(guī)模還有1800萬(wàn)kW。核電建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大將極大地提升高端變壓器的市場(chǎng)空間。綜合核電變壓器招標(biāo)的信息來(lái)看，一個(gè)完整的百萬(wàn)kW級(jí)機(jī)組共需要550kV/37（410）MW變壓器4臺(tái)（其中一臺(tái)備用）；220kV高壓廠用變壓器2臺(tái)，220kV輔助變壓器1臺(tái)，如果未來(lái)幾年全部使用500kV或1000kV級(jí)別的變壓器，則2020年以前核電建設(shè)所需變壓器市場(chǎng)容量分別為49億元和41.9億元。

由于未來(lái)幾年我國(guó)變壓器行業(yè)的需求將平穩(wěn)增長(zhǎng)，因此，取向硅鋼的需求量也將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)今后兩年變壓器行業(yè)對(duì)取向硅鋼的年需求量將達(dá)到110萬(wàn)噸至130萬(wàn)噸。

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