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装备制造
松原市高强度碳纤维风力发电机叶片项目
日期:2017/03/24 11:04:00     来源:吉林省投资促进网

1 项目简介

1.1 项目背景

1.1.1 产品简介

由于碳纤维比玻纤昂贵,采用百分之百的碳纤维制造叶片从成本上来说是不合算的。目前国外碳纤维主要是和玻纤混合使用,碳纤维只是用到一些关键的部分。碳纤维在叶片中应用的主要部位有:(1)横梁(Spar),尤其是横梁盖(Spar Caps)。(2)前后边缘,除了提高刚度和降低质量外,还起到避免雷击对叶片造成的损伤(3)叶片的表面,采用具有高强度特性的碳纤维片材。

1.1.2 市场前景

在风电机组中,采用复合材料制作的部件有叶片、机舱罩和导流罩等部件,其中用量最大的就是叶片。复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件,直接影响着整个风电系统的性能。因此,叶片的材料选择,制造工艺对风力发电叶片十分重要。

在风力发电机发展历史中,叶片材料经历了木制叶片、布蒙皮叶片、铝合金叶片等。随着风电机组大型化的发展,近年来已基本采用复合材料制造,采用复合材料制造风机叶片可以充分利用复合材料的可设计性,对叶片的强度、刚度进行优化设计;对于复杂的外形和表面要求,利用复合材料可以制作出外形复杂、轻质高强的叶片,而且维修性好、周期短、可以现场施工;由于复合材料具有疲惫强度高、缺口敏感性低、内部阻尼大、耐候性优良的特点,所以采用复合材料来制造风机叶片可以取得优异的综合性能。

目前,复合材料风机叶片多采用的是玻璃纤维为增强材料,不饱和聚酯树脂、环氧树脂或乙烯基树脂为基体材料的材料体系。但随着叶片长度的不断增加,这种体系在某些场合已不能满足要求,于是性能更优异的碳纤维增强材料进进了叶片生产者的视野。

碳纤维与玻璃纤维相比,碳纤维刚度是玻纤维的3倍,制成的复合材料是玻璃钢的2倍,另外,由于叶片的长度的未几增加,叶片的重量也随之增加,使用碳纤维复合材料将大大减轻叶片的重量。基于这几点,使用碳纤维复合材料将是未来叶片制造的发展趋势。

1.1.3 技术分析

本项目技术工艺采用丹麦LM公司技术。

在叶片制造工艺中,传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺制造。手糊工艺的主要特点在于手工操纵、开模成型、生产效率低以及树脂固化程度往往偏低,适合产品批量较小、质量均匀性要求较低复合材料制品的生产。另外一种是预浸料成型工艺:纤维先制成预浸料,现场展放,加温(或常温)加压固化,生产效率高,现场工作环境好,VESTAS公司和GAMESA公司都在采用预浸料法成型工艺。叶片最新发展的成型方法是RTM,即树脂转移模塑成型法。将纤维预成型体置于模腔中,然后注进树脂,加温加压成型。RTM是目前世界上公认的低本钱制造方法,采用新型成型加工技术,也是降低本钱的途径之一。本项目采用成型方法是RTM。

此外,还需要降低模具的本钱,大型叶片模具制造的可由复合材料代替原来的金属材料,一方面,叶片长度可以增加,另一方面,由于模具与叶片采用了相同的材料,模具材料的热膨胀系数与叶片材料基本相同,制造出的复合材料叶片的精度和尺寸稳定性均优于金属模具制造的叶片产品。

1.1.4 项目建设的有利条件及必要性

(1)有利条件

松原市宁江区位于吉林省中西部,地处松嫩平原腹地,是孙中山先生称之为“东镇”的东北经济重镇,是松原市的唯一城区,是松原市政治、经济、文化的中心。幅员面积1313平方公里,辖5个乡镇、17个街道,人口53万。松原市2007年GDP达到607亿元,全口径财政收入实现65亿元,综合经济实力位居全省第三位。

(2)现有条件及原料来源

松原市宁江区地处松辽平原腹地,资源丰富,是吉林油田所在地,又与大庆油田隔江相望,素有“油城、粮仓、肉库、渔乡”之美誉。现已探明石油储量12.46亿吨,天然气储量826亿立方米。100公里半径内年产石油600万吨、天然气1亿立方米。宁江区位于吉林、黑龙江、内蒙古三省区结合部,地处长哈经济带中间,既是吉林省规划的中部城市群之一,又是黑龙江哈大齐工业经济走廊的近邻。就区位而言,如果以松原为中心,200公里为半径划个圆,松原已成为联结东北三省和内蒙古自治区8市14县的重要交通枢纽和物流中心,辐射人口达3100多万。境内有五条铁路和六条国省干线公路通过,从市区出发120分钟可到达长春或哈尔滨机场。具有良好的区位优势和丰富的资源优势。

(3)项目建设必要性

目前国外风机叶片大量采用复合材料制造,并向大型化、低成本、高性能、轻量化、多翼型、柔性化方向发展。而国内的风机叶片尚处于起步阶段,离高性能叶片的要求还相距甚远。现有制造并销售叶片的规模和质量,远远不能满足国内叶片市场发展的需求。同时大功率风机的叶片设计,技术含量高,开发难度大,随着材料科学的发展,碳纤维材料由于其重量轻,强度大等优点,逐步成为行业发展的主流,但存在依赖于进口严重。因此,大力增加研究和开发技术上的投入,因此突破风机叶片技术的瓶颈限制,大力开发风电能源,对于缓解我国将来的能源危机,具有战略意义。

1.2 项目建设内容及规模

1.2.1 产品方案及规模

本项目达产后,年产2000套高强度碳纤维风力发电机叶片,将形成以下三种型号的产品: 

(1)叶片规格30米,主要用于中国主流机型1.5兆瓦风力发电机的装配。  

(2)叶片规格35米,主要用于2.0兆瓦风力发电机的装配。

(3)叶片规格50米,主要用于4.5兆瓦风力发电机的装配。

1.2.2 建设内容

项目占地80000平方米,建筑面积60000平方米,购置设备125台套。

1.3 项目总投资及资金筹措

项目总投资8亿元,建设投资6.5亿元。

图表1:         项目总投资汇总一览表            单位:万元人民币

序号

费用名称

投资额

占总投资的比例%

备注

1

建设投资

65000

81.3

 

2

建设期利息

     

3

流动资金

15000

18.7

 
 

项目总投资(1+2+3)

80000

100.00

 

1.4 财务分析及社会评价

1.4.1 主要财务指标

项目达产后,年销售收入10亿元,利润总额1.66亿元,投资回收期5.8年(税后,含建设期1年),内部收益率15%。

图表2:           主要财务效益预测指标一览表

序号

名称

单位

指标

备注

1

销售收入

万元/a

100000

正常年

2

利润总额

万元/a

16666

正常年

3

全部投资财务内部收益率

%

15

所得税后

4

财务净现值(Ic=10%)

万元

14532

所得税后(运营期10年)

5

全部投资回收期(税后)

a

5.8

包括建设期1年

6

投资利润率

%

20.8

 

说明:表中万元均为人民币

1.4.2 社会效益分析

风力发电的发展依赖于生产制造大量的风力发电机,风力发电机离不开叶片,而制造叶片则需要优质材料产业的支撑,特别是高强度碳纤维行业,因此,风力发电是一个难得的机遇。选择最佳的材料体系和制造工艺,制造出质量上乘的风机叶片,满足快速发展的风力发电的需求,这是我们追求的目标。本项目利用高强度碳纤维材料制造的风机叶片,工艺先进,技术领先,可以很好的满足风机要求。本项目达产后,可实现销售收入20亿元,利税2.8亿元,同时可以为380人解决就业问题,将显著提高我国风力发电机叶片制造行业的整体水平,促进风电行业的健康、快速发展。

1.5 项目合作方式

独资,其他方式可面谈。

1.6 需外方投资方式

资金,外方投资占100%,其它方式可面谈。

1.7 项目建设地点

宁江区雅达虹工业集中区

1.8 项目进展情况

项目建议书已完成

2 合作方简介

2.1 基本情况

名    称:吉林省松原市宁江区雅达虹工业集中区

地    址:吉林省松原市宁江区

2.2 概况

松原市宁江区雅达虹工业集中区是吉省级工业集中区,总规划面积28.2平方公里,起步区面积3平方公里。建区以来,集中区以油田配套产业为主导,突出发展机械加工、石油化工、生物制药、新型建材四大支柱产业,重点打造石油配套、医药物流、石油化工等三个产业园,创建一流水平工业集中区。

2.3 联系方式:

联 系 人:刘 欣

联系电话:0438-3183311  

传    真:0438-3183388

项目所在市(州)联系方式:

联系单位:松原市经济技术合作局

联 系 人:韩柏冬

联系电话:0438-2706617   13514384757

传    真:0438-2706617

电子邮箱:870550387@qq.com