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亿见|风电产业链研究系列三:法兰,刚性需求伴行业共增长

时间:2022-11-28 08:08:53|来源:|作者:|点击: 191次
亿见|风电产业链研究系列三:法兰,刚性需求伴行业共增长
 

在上一期文章中,跟大家聊了风电产业链中“塔筒”这个行业。文章发出去后收到了许多小伙伴的评论,能感受到大家对风电行业还是非常关注的,所以我也将继续为大家撰写风电细分行业相关的科普文章,与大家一同学习。

第二期我们给大家讲解了风机的重要支撑构件--塔筒,这一期我就顺着跟大家简单聊一聊连接各段塔筒的结构零件-法兰。

我们平常看到塔筒的时候,会下意识觉得塔筒是一体的。但这么高的塔筒,厂家是不可能把一整根塔筒直接完整制造出来的,所以塔筒其实是分段组装,而法兰就是用来将分段制造的塔筒连接起来的。

所以我们这篇文章要讲的法兰,就是焊接在塔筒和底座上,用于塔筒筒节之间连接、塔筒组件与底座连接的一个零部件。风电法兰是风电塔筒的关键连接件和支撑件,是风机的重要部件。

(图片来源自国盛证券报告:塔筒法兰龙头,进军风电轴承打开第二增长曲线,发布于2022.06.21)

 

一、受益风电行业需求增长,风电法兰成长空间打开

在“双碳”政策的大背景下,风电行业发展确定性不断增强。国家提出各项利好政策,大力推进风电行业发展;如建设风光大基地、目前第一批风光大基地已申报完成,总规模97.05GW。同时各省份纷纷出台十四五能源规划,大力发展海陆风电,未来风电新增装机量需求明朗

对于风机制造而言,塔筒在组装时采用法兰连接,每节塔筒两端均需焊接1个法兰,即1节塔筒需配套2个法兰。根据机构数据,由于运输条件限制,陆上风机单节塔筒最大长度一般是20多米,国内的塔筒一般为3~5节,对应法兰数量大概为6~10个。所以对于一个完整的风机而言,法兰是刚性需求。伴随着未来风电行业装机量需求的不断增加,未来法兰的增长空间具有较强的确定性

(数据来源自国盛证券报告:塔筒法兰龙头,进军风电轴承打开第二增长曲线,发布于2022.06.21)

二、海风机遇为法兰提供新的扩张机会

全球海上风电需求打开, 2021 年全球新增海上风电装机容量达21.10GW,同比增长205.80%。与此同时2021年我国新增海上风电吊装容量达14.48GW,同比增长276.59%。

全球海上风电新增装机容量及同比(单位:GW,%)

我国海上风电新增装机容量及同比(单位:GW,%)

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(数据及图片来源:浙商证券深度报告:大兆瓦法兰优势明确,布局轴承打开第二成长赛道,发布于2022.06.27)

我国海上风力资源丰富,且海上风电具备土地资源占用小、单机容量高等优点,风电装机走向海上已成趋势。

海上风机由于所处的自然环境更为恶劣,负荷受力要求更高,所用到的法兰尺寸会更大、对质量要求更为严格;所以海上风电法兰价格较陆上自然偏高。根据塔筒高度的不同,一套海上风机塔筒约使用6-8个法兰。

同时海上风电由于导管架和桩基这两处均需使用法兰进行连接,因此单台海上风机法兰用量较陆上风电机组显著增加。


三、风机大型化趋势提高法兰竞争壁垒

讲到风电产业链上的零部件,都绕不开风机大型化。风机大型化促使塔筒朝着高塔筒的方向发展,风机需要通过增加塔筒节数来提升高度。而塔筒在分段组装时采用法兰连接,法兰的使用量有望得到提升

同时在风机大型化趋势下,塔筒半径增大,用于连接的法兰呈大兆瓦趋势,这都推动风电法兰竞争壁垒不断提升

法兰制造工序复杂,质量要求严格,现阶段风电法兰多采用辗环技术制造。

辗环是一种成形工艺,主要用于生产环形件塑性加工工艺。通过借助辗环机使环件产生连续局部塑性变形,进而实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形。

辗环技术首先用液压机将坯料通过墩粗(使毛坯高度减小、横断面积增大的锻造工序)、冲孔(指在钢板等材料上打出各种图形,如在原材料平面上打出圆孔),再由辗环机辗制成环形锻件,并按需要进行热处理和精加工的加工方法。

(图片来源:浙商证券深度报告:大兆瓦法兰优势明确,布局轴承打开第二成长赛道,发布于2022.06.27)

 法兰作为精密锻件,后续还需进行粗加工和精加工,制造工序更为复杂;且每道工序都将对成品良率有所影响,制造过程中质量要求严格

 风机大型化下塔筒半径增大,用于连接的法兰器件直径放大、单吨重量加重;同时还需承载更加复杂的负荷,以适应极端天气使塔筒及法兰随时可能受到各种外力的冲击。

 这都促使法兰制造商扩大投入购买大型辗环机,生产大直径尺寸的辗制法兰,以匹配风机大型化后的制作需求。但大型法兰生产设备昂贵,据某龙头企业描述,10-12米辗环机价格达到1.45亿元/台,昂贵设备为法兰行业构建较强的资金壁垒。

生产辗环件法兰的12米辗环机

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(图片来源:浙商证券深度报告:大兆瓦法兰优势明确,布局轴承打开第二成长赛道,发布于2022.06.27)

所以可制造大兆瓦法兰的企业较少,行业资金壁垒较高,低端法兰产能或加速出清,行业集中度提升

 

总的来说,因为塔筒在分段组装时,两端均需焊接法兰,所以法兰是风机制造的刚性需求部件。法兰的需求空间与风电行业的成长趋势密不可分。伴随着“双碳”政策的推进,风电行业需求增长,装机量不断提升,法兰的市场增长空间自然也不断扩张。与此同时,大型化趋势也对法兰质量提出更高的要求,法兰朝着大兆瓦的方向发展,倒推生产企业购置大型化设备。行业资金和技术壁垒提升,有利于法兰行业集中度的提升


关键词: 法兰
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