航空发动机及燃气轮机高温部件精密铸造产业化项目可行性报告.docx

1、航空发动机及燃气轮机高温部件精密铸造产业化项目可行性报告航空发动机、燃气轮机高温部件精密铸造产业化项目（可行性报告）永瀚特种合金技术有限公司二零一四年三月航空发动机、燃气轮机高温部件精密铸造产业化项目可行性报告1 项目概述1.1 项目名称及建设单位项目名称：航空发动机及燃气轮机精密铸造产业化项目建设单位：永瀚特种合金技术有限公司法定代表人：荣项目建设地点：市滨湖区新城工业安置区东区。1.2 项目提出的依据1）发改委关于2010年鼓励发展产业的有关政策规定。2）中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）3）“十二五”战略性新兴产业发展规划4）能源科技“十二五“规划5）中国船舶重工集团公司

2、第七三研究所、永瀚特种合金技术有限公司与中国船舶重工集团公司规划发展战略研究中心关于开展项目可行性研究工作的合同。6）中国船舶重工集团公司第七三研究所、永瀚特种合金技术有限公司向中国船舶重工集团公司规划发展战略研究中心提供的有关产品及其工艺资料、动力供应条件、区域水文地质及规划条件等资料。6）和行业有关法令、法规、规、技术标准等。1.3 项目背景及项目建设的必要性1.3.1 项目背景燃气轮机是涉及能源、国防安全的战略性产业装备。作为先进的动力装备，燃气轮机在发电、管线动力、舰船动力、坦克和机车动力等领域获得了广泛应用，西把它作为“国防安全、能源安全和保持工业竞争能力”的战略装备而列为的关键产业

3、。燃气轮机代表了动力装备领域最高技术的高端产品，被誉为机械装备产业中的“冠”。国燃气轮机技术相对落后，燃气轮机市场基本被国外燃气轮机所垄断，国投资大部分花费在购买国外设备上，且运行维护费用居高不下，在国防与能源安全的战略上受制于人。在飞机制造领域，航空发动机的研制与产业化投入最大、研制期最长、技术难度最高，是影响整个飞机性能和可靠性的关键所在，也是国飞机制造业木桶上的一块短板。长期以来，我国航空制造业受到发动机自主研发能力不足的重困扰。“十二五”战略性新兴产业发展规划将航空装备产业列为高端装备制造产业中的第一个项目，明确提出要突破航空发动机核心关键技术，加快推进航空发动机产业化。燃气轮机和航空

4、发动机被列入中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）制定的重大科技专项，力争取得突破，并填补战略空白。涡轮叶片是燃气轮机、航空发动机的关键部件，其结构与材料的不断改进是提高能源利用效率、获得高性能装备和产品的关键。由于其处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件，被誉为“冠上的明珠”。作为涡轮叶片生产的关键技术，定向、单晶高温合金叶片制造技术成为国外近20年来极为关注的重大技术问题。本项目以航空发动机、燃气轮机高温精密铸造叶片为产业化对象，通过与国际ITT技术团队的强强联手，提高部件尺寸水平和产品合格率，形成国最强的、国际先进的涡轮精密铸造叶片研制能力，并实现定向、

5、单晶涡轮精铸叶片的产业化发展。中船重工七三所是我国唯一的集蒸汽轮机、燃气轮机、锅炉装置、动力传动装置和动力控制五大专业的综合性能源动力研究所，是集科研、设计、生产、装备配套与集成于一身的综合性高技术企业。七三所积极探求与国外的技术团队采取技术合作式，与永瀚组建高温合金铸造叶片的研发生产企业，引进国外的技术专家团队（ITT专家团队）和成熟的航空发动机及燃气轮机高温合金铸造叶片产业化制造工艺技术，开展航空发动机及燃气轮机高温铸造叶片精铸产业化项目，力争实现我国燃气轮机和航空发动机高温涡轮叶片研发和制造的飞跃。1.3.2 项目建设的必要性1）燃气轮机产业发展是我国国防与能源安全的战略需要（1）燃气轮

6、机产业发展有助于我国国防和能源安全由于燃气轮机具有功率密度大、机动性强、振动噪声低、寿命长等特点，尤其适合现代及未来舰船的发展需求，所以燃气轮机作为舰船动力已经成为目前先进舰船动力的发展趋势。燃气轮机作为高效、清洁发电和动力驱动系统的核心装备，对于调整能源结构、践行节能减排的政策具有重要意义，特别是在“西气东输”等天然气管道建设中，燃气轮机压缩机组是不可或缺的动力。目前，国装机发电和动力驱动燃气轮机基本依赖进口，市场基本被国外垄断。在目前复杂的国际环境下，一旦国际局势发生变化，我国的能源领域将存在难以正常运转的重大隐患，从而影响我国能源的战略安全。（2）燃气轮机是能源高效、清洁利用可持续发展的

7、技术支撑我国是煤炭大国，洁净煤技术是发展低碳经济、解决能源与环境问题、实现可持续发展的必然选择。当代先进的洁净煤技术以煤气化发电（IGCC）和多联产为标志，其核心装置是燃用合成气的燃气轮机。未来洁净煤技术将煤气化发电和二氧化碳捕集利用相结合，实现富氢或纯氢燃料燃气轮机联合循环发电。因此，高效率、低排放、适合各种低热值燃料的燃气轮机是高效洁净能源系统和洁净煤发电的核心关键装备，而目前国自主产品还处于空白，制约了IGCC发电技术和产业的发展。为提高能源利用效率和避免超大电网出现事故带来的重后果，以集群式微小型、中小型燃气轮机为核心的分布式供能技术在二十一世纪将有较大发展，这些机组同时具有发电、供热

8、与制冷能力，燃料综合利用系数可达0.80以上，对于我国实施节能减排、低碳发展具有重要意义。因此，发展国自主的燃气轮机产业对保障我国国防、能源安全和能源装备技术进步具有十分重要的战略意义。2）我国自主航空发动机产业发展对保障安全和增强综合国力具有重大战略意义目前世界上商用和军用航空发动机市场基本被通用、罗罗、普惠等几家国际巨头垄断。过去国航空发动机以引进为主，在此基础上进行发展、改进或仿制。专利引进或测绘仿制的发动机型号过多，延续时间过长，在某种程度上阻碍和束缚了我国航空发动机的自主研发，造成国产飞机普遍动力不足。在商用航空发动机领域，早期重视程度和资金投入不够，导致我国在商用航空发动机领域几乎

9、一片空白，无论是2016年将要投入使用的C919干线大飞机，还是ARJ21支线客机，配装的都是进口发动机；在军用航空发动机领域，基于发动机的战斗力形成过度依赖第三国，导致我国整体国防安全脆弱和受制于人。航空发动机的技术好坏直接关系到中国军用、民用航空器的技术实力增强，也是中国航空走向世界和国际市场的关键技术之一。目前中国的军民航空业最大的问题不在设计，而在于航空发动机这一重大瓶颈。我国军用和民用航空器出口多是被第三国限制，要么是仿制之争，要么是第三国发动机转口限制等等，这些都让中国的飞行器发展和参与国际市场竞争遇到“被卡脖子”的问题。因此，我国航空发动机自主研发和产业发展对保障安全和增强综合国

10、力具有重大战略意义。3）涡轮叶片制造工艺技术是制约燃气轮机和航空发动机技术发展的重要瓶颈涡轮叶片是航空发动机和燃气轮机的关键部件。涡轮进口温度的提高，意味着涡轮叶片将在更加恶劣的条件下工作，其性能水平（特别是承温能力）成为航空发动机和燃气轮机先进程度的重要标志；其制造技术成为国外近20年来极为关注的重大技术问题。为了使涡轮叶片获得高耐温能力，人们在涡轮叶片设计、高温材料的研制、冷却法研究及表面涂层等面作了大量的工作，西发达成功发展了定向结晶、单晶高温涡轮叶片制造技术，形成了性能优良的产品体系，同时，对我国实行长期技术封锁，制约我国国防工业和能源装备领域的发展。（1）燃气轮机领域燃气轮机设计和制

11、造技术掌握在西发达。重型燃气轮机主要以美国GE公司、德国Simens公司、法国阿尔斯通公司、日本三菱公司为主，中国尚未有真正意义上的自主知识产权的产品；中小型工业燃气轮机主要以美国Solar公司、德国Simens公司、美国GE公司、英国RR公司为主，我国经过多年积累，掌握了部分核心技术，具备了一定的自主设计能力，也形成了小批量的制造能力，但技术水平和产品设计水平与世界先进水平仍有10年以上差距。燃气轮机的核心技术之一集中在高温燃气透平叶片的设计、制造技术面，工业燃气轮机超高温透平叶片精密铸造技术是一项西对我国极度封锁的敏感技术。目前，国各发电厂使用的9E级、9F级燃气轮机发电机组均全部采用进口

12、燃气轮机机组，价格昂贵，以39万千瓦9F级发电机组用燃气轮机为例，其前三级透平叶片配件需6000万元左右人民币，第一级透平叶片每片高达60万元左右人民币，与此同时，维修配件费用也惊人。如此高昂的价格，吞噬了我们电厂大部分的利润。（2）航空发动机领域中国正在加快发展国产商用大飞机和研制更高性能的军用飞机，必须研制大推力、高效率的发动机，最有效途径就是提高发动机燃气出口温度。而无论是商用的高涵道发动机，还是军用的小涵道发动机，其最关键的热端部件的核心都是涡轮叶片。在航空发动机，喷入的燃料与高压空气混合爆燃后，快速膨胀，形成近1500的高温、高压燃气冲击叶片高速旋转，军用航空发动机更是提出了在本世纪

13、将要提高到2000以上的目标。涡轮叶片作为核心做功部件，在温度高、负荷大、应力复杂的恶劣工况条件下可靠工作；同时，还要让飞机能够飞行更长时间，实现更好的天空出勤率，发动机大修期就应更长。因此，必须要有更耐高温、更高强度的叶片。试验证明：定向结晶合金叶片寿命是普通铸造高温合金叶片的2.5倍，单晶合金叶片寿命是普通铸造高温合金叶片的5倍。近二十年来，国外主要发动机公司均已建立定向凝固和单晶涡轮叶片精铸生产线，其叶片单面余量稳定在0.05-0.1mm，涡轮叶片合格率可达70%以上，导向叶片合格率达90%以上。定向凝固和单晶涡轮叶片已经应用于发达最新研制的飞机发动机，同时，对我国实行格的技术封锁。发动

14、机是飞机的心脏，叶片是发动机的心脏。所以我国著名的航空发动机专家大观院士感慨：高温合金的发展决定了中国航空发动机的发展，也决定了中国航空工业的发展。2、项目总投资2.1 项目总投资55000万元，分二期实施，一期项目投资33000万元；二期项目投资22000万元。1.3.3 主要建设容经分析论证确定本项目建设规模如下：1）征地本项目拟征土地74.5亩（约50000）。本项目投资为一期建设容，总投资33000万元。2）工程建设 103厂房建设，建筑面积10000平米。 其中：变电站房：200平米 泵房：50平米1.3.4 建设投资估算及资金来源1) 本项目建设投资为：33000万元（含2637.

15、00万美元）。其中：建筑工程费 11000万元，占建设投资33.3%；设备工程费 20000万元，占建设投资66.67%；其中： 公用设备 1200万元，占建设投资 3.8%； 工艺设备 18800万元，占建设投资56.96%；安装工程费 1128.0万元，占建设投资3.4%；基本预备费 4167.3万元，占建设投资6.7%；2）资金来源：项目投资33000万元由建设单位自筹。1.4 主要技术经济数据主要数据及技术经济指标序号名 称单位指标备注1新征地亩74.5约500002新增设备总数台/套300其中进口设备160台/套3总建筑面积100004职工总人数人300社会招聘5新增道路面积80156新增绿地面积81007围墙m8238新增动力需求量（1）用电负荷kW4916（2）用水量t/d517（3）氩气 m3/d800（4）氮气m3/d800（5）压缩空气用量m3/min60（6）天然气m3/d80009项目总投资万元33000其中：固定资产投资万元330002