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行业资讯

关于复合材料电线杆的市场调查报告

2016-10-12 08:28:39 浙江联洋新材料股份有限公司 阅读

项目概况

1、电杆的应用状况

电杆、电塔结构是输电、通讯、铁路、机场、市政等基础设施中一类重要的特种支撑结构物,其结构性能直接影响线路的安全性、经济性和可靠性。传统的电线杆有木电线杆、水泥电线杆以及钢管电线杆,在长期运行中各种各样的缺陷逐步暴露出来。国内外架空输电线中使用的电杆主要是钢杆和混泥土杆,木杆基本上不再使用。目前混泥土杆在35~110KV线路上大量使用,钢管杆和钢管混泥土杆在城市电网建设和改造中应用较多,在220KV及以上的线路中,多采用格架式铁塔。传统电杆存在质量大、易腐烂、锈蚀或开裂等缺陷,使用寿命较短,并且施工运输和运行维护困难,容易出现各种安全隐患。纤维增强树脂基复合材料(以下简称复合材料)具有轻质高强、耐腐蚀、电绝缘、性能可设计等特点,是输电杆及杆塔结构材料较理想的选择,受到国内外电力行业的青睐,已经逐步在国内的广东、广西、海南等沿海地区开始应用。如:河北正通玻璃钢有限公司研发的高强度玻璃纤维复合材料电杆通过在广东、江西、青海等用户中使用证明,产品不仅物理性能好、使用寿命长,适应各种恶劣天气环境,而且无毒环保,综合成本低,是当前电力输送的理想产品。玄武岩纤维增强树脂基复合材料电杆在国内还尚未开发应用,只有灯杆已经应用在灯光互补系统上。

  • 市场需求描述

1、国外的市场描述

世界上最大的电杆市场在美加,其次是北欧及欧洲其他地区。复合材料电杆的制造与应用主要集中在北美和欧洲。亚洲地区的电杆基本上还是以混泥土水泥电杆为主,部门地区还是用木质电杆。

美国Sharkspeare公司是最早开发复合材料电杆的公司。该公司1996年在美国申请电杆设计制造方法专利,1998年在英国申请专利。另外美国的Powertrusion公司和美国北太平洋复合材料公司也在从事复合材料电杆的生产。加拿大RS公司上世纪90年代中期开始开发复合材料电杆。因其独创的RS模段式复合材料组合输电线杆制造工艺,2005年通过其子公司---RS科技公司获得了由美国复合材料制造协会(ASWA)颁发的制造技术创新奖。RS电杆为组合套接结构式电杆。电杆采用的是纤维增强热固性树脂复合材料,基体为VersionTM聚氨酯。RS公司在完成36m电杆测试后即能够进行世界上最大复合材料电杆的商业化生产,公司还将开发41m电杆。从1992年起,美国在制定发展计划中就提出了由复合材料采用无螺栓装配构成杆塔的研究计划。它由EbertCom-posites公司与加利福尼亚两家公用事业公司---圣地亚哥煤气电力公司(SDGE)和南加利福尼亚爱迪生公司(SCE)一道开发,并已在加利福尼亚奥克斯纳德的奥蒙德比奇发电站安装三基这种试验杆塔,而且环境位于高盐污染地区的南加利福利亚海滨。运行资料表明,这些杆塔可稳定使用较长时间。

2、国内市场描述

目前国内的电杆应用,主要还是水泥电杆、钢管杆和钢筋混泥土电杆为主。随着纤维增强树脂基复合材料电杆工艺研发日益成熟,优良性能正受到国内各地电力公司的青睐。特别是在广东、广西、浙江和海南等沿海地区的台风恶劣天气刮断刮到的电杆不计其数,仅2014年的台风“威马逊”在广东就造成了80000多根水泥和钢铁电杆被毁,但巴斯夫和其客户共同研发的一款复合材料(玻璃纤维和聚氨酯复合)试验电杆在台风中却安然无恙。因此,纤维增强树脂基复合材料电杆替代传统电杆(水泥电杆、钢管电杆和钢筋混泥土电杆)存在必然趋势。

“十二五”期间,国家电网公司每年投资约3000亿元,其中2000亿元用于采购设备材料,到2020年,要建成“五纵五横”的特高压骨干电网。混凝土电杆,一个非常传统的行业,在国家对基础设施建设不断加强的利好环境下,取得了良好的效益。国家统计局统计数据显示,2014年全国电杆产量1336万根,同比增长8.2%,保持平稳增长水平。                          

来自《中国报告库》的统计2015年1-8月生产水泥混凝土电杆908.49 万根,同比增长4.15 %。

  • 产品分析

1、产品政策研究

国家电网公司部门文件  基建设计(2011)120号  “关于印发《国家电网公司10KV~220KV复合材料杆塔设计要求(试行)》、国家电网公司输电杆塔用纤维增强复合材料技术条件(试行)》的通知”。这份通知使复合材料电杆找到技术依据,也是复合材料电杆制备标准,预示着国家在电线杆上使用更好材料(纤维增强树脂基复合材料)的决心。

目前在中国电网系统的实际建设上,国家目前正在投资打造“智能电网”,整个智能电网发展路线分三阶段:一、2009-2010规划试点阶段;二、2011-2015全面建设阶段;三、2016-2020引领提升阶段

2013年7月11日,国家电网公司印发《关于加强配电网规划与建设工作的意见》,配电网发展目标如下:目标:至2015年全面解决无电地区用电问题,基本解决县域电网与主网联系薄弱问题;至2017年供电可靠性持续提升,适应经济社会快速发展和城镇化发展用电的需要;至2020年全面建成世界一流的现代配电网,适应分布式电源高渗透率接入,以及电动汽车、储能装置的“即插即用”

而2014年1月8日发布的投资计划,2014年,国家电网配电网建设改造投资预计达到1580亿元,是在规划发布下电网配网投资的重重一笔。

在2015年2017月8日召开的加快推进农网改造升级工程动员部署会上,国家电网公司宣布,在年初已安排超过900亿元农网投资基础上,再新增农网改造升级工程投资673.8亿元,2015年全年农村电网改造升级投资达到将近1600亿元。按照规划,新一轮农网改造升级工程将于2016年7月前全部完工。

电杆作为输电电网不可缺少的结构性支撑设备,随着国家对电网的升级改造,对电杆材料的要求会越来越高,纤维增强树脂基复合材料电杆正好具备了传统电杆不具备的性能。

2、产品技术工艺研究

纤维缠绕是复合材料电杆最常用的成型工艺,也有许多其他中空圆筒结构成型方法,如离心浇铸、真空注塑(VI)和RTM 等,但因经济原因并未得到普及。对高效率商业化生产来说,自动化程度高低是极为重要的,而纤维缠绕工业节省原材料,纤维铺放灵活机动,很适合于成型这种结构产品。采用的基体主要为改性聚酯、环氧乙烯基脂树和改性聚氨酯,增强纤维一般为性能良好、价格低廉的无碱玻璃粗纱。

(1)缠绕工艺

将浸过聚酯树脂的玻纤粗纱按照指定线型连续缠绕在轴上。控制芯轴转速和轴与丝嘴的相对运动速度可以调节到所需的缠绕角度,与轴向形成7度到将近90度范围的缠绕角。纤维层数要根据电杆的等级性能的要求而定。缠绕完毕后加热固化,固化完毕脱模。可用水压装置将管从芯轴上脱掉,然后后切割、打孔,安装脚踏。

(2)拉挤成型工艺

拉挤成型使用拉挤成型机使纤维增强塑料连续成型的一种成型加工法,连续增强纤维浸渍活性树脂后通过热型模,材型即确定,再根据需要按照一定长度进行切割。此工艺近几年发展最快,主要发展方向是为港口、输电、土木等基础设施工程和高层建筑工程提供厚壁结构板型件。该工艺比较适合于复合材料横担和多边形电杆的制造,机场篱及其他类似结构也采用拉挤工艺。拉挤工艺可加工具有等横截面、径向强度和刚度较高的结构件。

(3)复合工艺

拉挤成型、带铺放、带缠绕及纤维编织等与传统缠绕工艺相结合,可以提高缠绕工艺的新结构适用性,扩大了纤维工艺的应用范围,开创了缠绕技术的新局面。纤维缠绕技术有一个明显的局限,就是沿制品轴向铺设纯纵向,即0度纤维(纤维与筒体母线夹角为0度)较为困难,从而限制了它在某些结构类管状制品制造中的应用。将纤维缠绕与带铺放工艺、拉挤工艺结合起来可极大地解决这一问题。纤维铺放技术集传统缠绕技术与带铺放技术于一身,可进行任意角度缠绕,也可任意增减纤维,克服了传统缠绕工艺的不足,改善了产品结构力学性能。

(4)零度轴向缠绕工艺

  云浮市欣粤电力器材有限公司最近研发的零度轴向缠绕制备电杆工艺,采用零度轴向的铺排,内外缠绕加强的方式,极大增强了电杆的拉伸强度、刚度和剪切强度,比一般缠绕工艺具有更优异的力学性能。

3、竞争产品或替代产品研究

(1)混泥土水泥电杆

从2014年和2015年全国的水泥类电杆的产量可以看出,目前国内在输电网上使用的电杆,绝大部分还是混泥土水泥电杆或者是钢筋混泥土电杆。在《中国采招网》信息中,看到各省电杆招标中需求的基本上是混泥土水泥电杆。只

(2)玻璃纤维增强树脂基复合材料电杆

在全国的电杆招标中,有极少部分试验使用的玻璃钢电杆。可以说在电杆、灯杆方面,纤维增强树脂基复合材料的正处于初步发展阶段,还未到快速发展时期。在电线杆塔方面,玻璃钢材料逐步在推广,安徽黄山市黄山区三岔村直坑村民组在农网升级改造中,首次应用新型复合材料电线杆塔。

(3)玄武岩纤维增强树脂基复合材料电杆

玄武岩纤维增强树脂基复合材料在灯杆、电杆的应用尚属于起步阶段,凭借着比玻璃钢更加优异的性能,肯定能在灯杆和电杆应用领域占有一席之地。在电线杆塔方面,玄武岩纤维复合材料国内还未有研究。

(4)FRP筋混泥土电杆

     利用玻璃纤维筋代替钢筋混凝土结构件中钢筋,可以很好解决沿海地区的盐碱腐蚀加强筋问题

  • 产品经济分析

1、产品经济研究

从2014年混泥土水泥电杆的产量1336万根,2015年1-8月生产水泥混凝土电杆908.49 万根,从此可以看出我国的电杆需求量巨大。我国沿海城市众多,受台风等恶劣天气影响巨大,传统的电杆在耐腐蚀方面,刚度和强度方面都比纤维增强树脂基复合材料电杆差。在历年的台风中,传统电杆损坏严重,而复合材料电杆却安然无恙,因此纤维复合材料电杆在国家电网中多占的份额会越来越大。我国的山地面积占国土总面积70%以上,复合材料电杆运输和安装费用低廉都是传统电杆无法比拟的。以10%的电网采用复合材料电杆,我国的复合材料电杆市场份额就是每年100~180万根,以10%的复合材料电杆采用玄武岩纤维复合材料,玄武岩纤维复合材料电杆的市场每年可达10~18万根。

3、企业内部资源分析

我们有以下优势:

(1)自己生产原材料,供应比较充足,而且能不断的优化,推出更好的纤维。能保证以最好的原材料供应,满足不同型号的产品制备。

(2)玄武岩纤维各项性能比玻璃纤维E系列的要强)10%~20%,相当于玻纤S系列。

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(3)玄武岩纤维复合材料电杆在盐碱地区耐腐蚀,耐老化;在沿海的恶劣天气中,优异的刚度,强度以及韧性性能保证电力的通畅;在山区,质量轻运输、安装和维护成本低廉。

(4)玄武岩纤维杆在灯光互补系统中得到应用,我们拥有从材料到制品成型的整套成熟技工艺术。

(5)玄武岩纤维复合材料列入国家863计划,是国家重点发展的新型复合材料。

(6)电杆可以委外加工,采用零度轴向缠绕工艺制备,使电杆各项性能更加优越,更加具有竞争力。

劣势:

(1)   在国内电线杆行业,玄武岩纤维复合材料还尚未涉及到电线杆,目前急需寻找渠道,最好能做一批样品并试验(在云南腾冲地区有过灯杆合作,可以尝试合作得到第一手技术数据资料)。

(2)玄武岩纤维复合材料在推广方面比较差,据调查,复合材料行业内还有部分人尚未认识玄武岩纤维复合材料,一般人员对玻璃钢比较熟悉,这跟材料的发展时间和推广有很大关系。

(3)  电杆的成本相对于玻璃钢电杆要高,主要是原材料的成本这一块。

  • 经济效益预测

从国内最近几年混泥土水泥电杆的产量可以看出,国内对电杆的需求量旺盛,处于逐步增长的趋势。加上国家对城乡电力改造,以及各项政策的支持,在未来五年到十年,国内对电杆的需求量不会下降,特别是在沿海地区、盐碱地区以及山区对高质量的电杆需求会越来越迫切。

在国内这个庞大的电杆市场中,玄武岩纤维复合材料只要占到市场份额10%,达到10~20万根,市场份额就能达到7~15亿。只要我们公司电杆能在玄武岩纤维复合材料电杆中占到10%的市场份额,达到1~2万根,市场份额达到0.7~1.5亿。在国外,如:东南亚地区、非洲地区等沿海恶劣天气,盐碱地区以及山区都是高质量复合材料电杆的潜在需求者