电站锅炉不锈钢管行业报告：深蹲已过，或迎起跳

深蹲已过，或迎起跳 ——电站锅炉不锈钢管行业报告 行业研究|深度报告有色、钢铁行业 看好（维持） 国家/地区中国 行业有色、钢铁行业 报告发布日期2022年12月19日 核心观点 电站锅炉用不锈钢钢管壁垒在哪？关键在供应认证和材料工艺。电站锅炉不锈钢管应用于锅炉工况最严苛的部位，性能、安全、经济为业主和锅炉厂的主要考量。为 满足客户安全需求，同时鼓励国产替代，该行业准入门槛相对较高，新玩家进入耗时需数年。而经济和性能兼顾的需求，使得材料尽可能降低合金元素占比，Super304H凭借细晶组织在18Cr-8Ni系列中脱颖而出成为主要选材，但这也对生产企业提出更高的工艺门槛。 进口替代空间有多大？海外供给约2万吨（对应约20GW容量），国产替代已具备条件和动力。截至2019年底我国电站锅炉不锈钢仍存大量进口，源于进口品牌的声誉满足了业主安全性需求，“指定进口”现象频频出现，但随着国内钢管加工制造 的进步，国产替代已具备必要条件。同时进口产品存在交货周期长、价格高、服务响应不足的问题，在今年下半年以来煤电重启的背景下，难以满足国内客户要求数量和及时性，国产替代已具备动力。 国内竞争格局几何？供给集中、产能充裕，产线转产现象明显。电站锅炉不锈钢产线主要分热挤压和热穿孔工艺，后者经济性较高，但对工艺控制要求也更高。国内武进不锈、久立特材、太钢集团等均具备供应能力，但受制于国产化进程，产能利用始终不饱满。尤其是在21年煤电市场冷清背景下，行业出现毛利受损、产线转产的现象，而盛德鑫泰不锈钢销量逆势提升，并且毛利率仍达24%，彰显工艺水平。 后续价格怎么看？行业成本曲线较为陡峭，预计价格有望明显抬升。22年中以来受煤电市场的回暖，锅炉招标价格在11月份已达约14亿元，较20-22H1大幅提升，需求景气度有望向上游传导。预计23年需求端或将由往年的“指定进口+新增低迷”组合转为“进口替代+新增放量”，这或带动供应端从“盈利受损-产线转产”向“盈利修复-产能转回”的转变。从各家工艺路线和21年毛利率来看，企业之间成本差异较大，要调动相关产线转回，不锈钢价格在21年基础上或明显提升。 持续性在哪？我国煤电存量已超1000GW，存量的改造替换与先进燃煤技术的发展将为高等级锅炉用管注入持久生命力。一方面2006年（即上一轮煤电建设高峰期）以来建设的机组在服役15-16年后即将迎来维修替换或改造升级，对电站锅炉不锈 钢管的旺盛需求有望持续；另一方面，节能降耗仍是燃煤机组持续的追求，这需要对更高等级的耐热材料进行研发和产业化，如对Super304H表面添加涂层有望突破620℃应用限制，在兼顾经济性的同时实现更高的燃煤效率。 投资建议与投资标的 建议关注电站锅炉不锈钢管相关企业，如盛德鑫泰(300881，买入)、久立特材 (002318，买入)、武进不锈(603878，未评级)。 风险提示 宏观经济增速放缓、国内及海外新冠疫情反复的风险、双碳政策反复风险、假设条件变化影响测算结果、进口替代不及预期风险。 刘洋021-63325888*6084 liuyang3@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860520010002香港证监会牌照：BTB487 李一冉liyiran@orientsec.com.cn 孟宪博mengxianbo@orientsec.com.cn 滕朱军tengzhujun@orientsec.com.cn 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 一、门槛有多高？关键在供应认证和材料工艺4 二、供应格局几何？进口替代加速，梯队分化明显7 三、价格怎么看？深蹲已过，或迎起跳11 四、持续性在哪儿？煤电存量超1000GW，改造替换与技术升级机遇并存14 五、投资建议16 风险提示16 图表目录 图1：锅炉材料的选用5 图2：提高材料性能的途径5 图3：细晶粒下氧化层更薄，抗氧化性能更好6 图4：细晶粒涉及的工艺Know-How6 图5：2017年至今不锈钢无缝锅炉管进口量（万吨）7 图6：22年Q2-Q3不锈钢无缝锅炉管进口量同比下滑明显（万吨）7 图7：盛德鑫泰和武进不锈电站锅炉不锈钢无缝管销量（吨）8 图8：久立特材采购永兴材料电站锅炉用管坯料（吨）8 图9：电站锅炉管毛利率（%）8 图10：21年武进不锈电力锅炉营收降，油气等领域营收升8 图11：2005-2021年煤电新增装机量（万千瓦）9 图12：太钢不锈钢钢管有限公司营收和净利润9 图13：钢管公司因减值，总资产规模下降（亿元）9 图14：不锈钢无缝管工艺10 图15：2021年电站锅炉用不锈钢管主要供应商的成本曲线10 图16：22Q1-Q3新核准煤电机组超40GW（GW）11 图17：22Q1-Q3新开工煤电机组超50GW（GW）11 图18：相关企业客户结构12 图19：预计21、23年行业竞争格局变化13 图20：我国煤电累计装机容量（GW）14 图21：不同蒸汽参数的火电机组主要指标14 图22：累计新增装机：“十一五”及”十二五”期间558GW14 图23：某电厂材质为T92的过热器管道三个寿命阶段14 表1：超超临界锅炉水冷壁、过热器、再热器对应用管4 表2：电站锅炉不锈钢相关材料6 表3：国外企业对锅炉厂采购技术要求响应程度较差7 表4：上市公司超超临界不锈钢投资项目8 表5：挤压工艺和穿孔工艺带来的经济性差别10 表6：近年相关大型煤电机组锅炉设备报价情况11 表7：相关企业电站锅炉毛利率情况13 表8：《全国煤电机组改造升级实施方案》相关表述15 一、门槛有多高？关键在供应认证和材料工艺 新玩家拼时间，老玩家拼工艺。电站锅炉不锈钢管是应用在锅炉工况最严苛的部位，性能（检修维护次数少）、安全（有使用记录）、经济（便宜）成为业主和锅炉厂对电站锅炉不锈钢材料选用的主要考虑因素，这也导致超超临界锅炉的不锈钢管行业进入门槛高和工艺难度高。 不锈钢管在电站锅炉中主要是应用于过热器、再热器，它们是承受高温高压，同时面临烟气腐蚀和蒸汽氧化的部件。通过过热器、再热器产出的蒸汽即为锅炉“成品”（达到锅炉设计温度和压强的蒸汽，驱动汽轮机做功），所以它们也是整个锅炉中应用条件最为严苛的部件。锅炉本身是在承压状态下工作，同时还承受高温或腐蚀性介质的作用，工况条件比较差，根据工作条件的不同，锅炉主要部件所用材料大致可分为两大类： 室温及中温（蠕变温度以下）承压部件所用钢材：主要是钢板（锅壳、火箱、锅筒）和部分钢管（蒸发受热面、省煤器受热面，以及不受热的承压管件等）。 高温（蠕变温度以上）承压元件所用钢材：主要是钢管构成的机组中最关键的能量转换组件 （高压蒸汽管道、联箱、过热器管道和水冷壁），这些管子须满足高温蠕变强度对材料。除此之外，过热器、再热器还会在烟气侧面临腐蚀问题，蒸汽侧面临氧化问题，除对高温力学性能要求外，还要求其耐腐蚀性能和抗蒸汽氧化性能，这就需要用到高等级不锈钢。 表1：超超临界锅炉水冷壁、过热器、再热器对应用管 超超临界 末级过热器、再热器 T23、T91、T92、Super304H、HR3C 水冷壁上部 T2、15CrMoG、T23 水冷壁下部 T2、15CrMoG、T23 数据来源：《中国电站用耐热钢及合金的研制、应用与发展-林富生等》、东方证券研究所 1、进入门槛 截至2019年超超临界锅炉不锈钢管仍大量进口，源于锅炉的安全性对于业主至关重要。有别于其他部件，业主对超超临界锅炉中不锈钢钢管的安全性甚至是排在了经济和性能前面，这也不难理解超超临界锅炉用不锈钢Super304H和HR3C截至2019年底仍大部分采用进口的现象，根据 《电站锅炉用高等级耐热钢管指定进口的适宜性探讨》一文，我国电力行业的某些业主在大合同所附锅炉技术协议中有“高等级耐热钢须进口”限制性条款。 关键材料准入门槛高，以提高国产产品质量信任，新人进入或耗时数年。我国为了鼓励国产化，也提高了准入门槛也保证国产质量。一方面，我国采用行政许可制度，对所申请生产的钢管需进行型式试验，通过审核后颁发“特种设备制造许可证”，并实行每三年复证，期间要对产品生产进行监督抽查；另一方面，锅炉行业也对每个国产高等级耐热钢生产企业都进行评定，包括高温持久强度评定（通常需要一万至三万小时的测试记录），评定合格后才具备准入资格；同时，锅炉行业广泛开展钢管制造过程的监督。 图1：锅炉材料的选用 数据来源：锅炉压力容器标准委员会，东方证券研究所 2、工艺门槛 从材料角度，Super304H打败其他高等级耐热钢被广泛应用靠的不是化学成分而是细晶组织，通过工艺实现高性价比。从市场竞争角度，市占率领先的未必是率先实现国产化的企业，往往是能够在保质的前提下成本最具优势的企业，对于中游加工环节来说工艺优化至关重要，这一点也已上在中国制造业上演过无数次。 图2：提高材料性能的途径 数据来源：锅炉压力容器标准委员会，东方证券研究所 Super304H通过细化晶粒度提升抗氧化耐腐蚀性能，而新型不锈钢是依赖高Cr高Ni的化学成分实现，性能和经济的综合平衡使得Super304H成为高端耐热钢产业化的必然选择。下表为超超临界锅炉过热面和再热面适用的相关不锈钢材料，其中TP347H、TP347HFG、Super304H与HR3C是较为传统的材料，应用较为广泛。新型不锈耐热钢SP2215、Sanicro25等相对而言持久强度更高，但含更多的镍、钴等高价元素，价格较为昂贵。Super304H在超超临界锅炉中不锈钢材料中脱颖而出成为主要用材，正是因为其性价比高，在18Cr-8Ni合金系列奥氏体材料中具备最高的持久强度。 表2：电站锅炉不锈钢相关材料 650℃下10万小时持久强度 （MPa） 700℃下10万小时持久强度（MPa） 高价元素含量（质量分数%） 晶粒度级别 Cr Ni Co Mo W Nb Cu TP347H 100 / 18 10 - - - 0.8 - <=7级 TP347HFG 120 / 18 10 - - - 0.8 - >=7级 Super304H 122 73 18 9 - - - 0.4 3.0 >=7级 HR3C 110 65 25 20 - - - 0.45 - <=7级 SP2215 137 87 22 15 - 0.32 - 0.5 3.5 4-7级 Sanicro25 165 102 22.5 25 1.50 - 3.6 0.5 3.0 <=7级 数据来源：《630~650℃超超临界参数锅炉受热面管备选材料建议-刘巍栋》、东方证券研究所 Super304H的化学成分微调改善和热处理控制提升了材料性能，也加大了工艺难度。Super304H在普通340H基础上添加了3%Cu，加工工艺采取了与TP340HFG相似的先进热处理工序以获得更加细化的晶粒，抗氧化和耐腐蚀性能也有所提升。其在650摄氏度的许用应力可比TP347HFG高21%，并且比HR3C略高约5%，这使得Super304H钢管壁厚在同等使用条件下可较TP347H、TP347HFG、HR3C有所减薄，是高温段非常具有性价比的材料。但这也带来了更大的工艺挑战，由于铜的熔点比其他金属要低，因此对于管材加热穿孔的温度要求更为苛刻，并且要实现晶粒度到7-10级的要求，对高温软化温度、轧制变形量、固溶温度和时间进行合理组合，以在达到性能要求的同时兼顾生产成本。 图3：细晶粒下氧化层更薄，抗氧化性能更好图4：细晶粒涉及的工艺Know-How 数据来源：《生产工艺对TP347HFG钢无缝耐蚀性影响研究-姚经松》、东方证券研究所 数据来源：《生产工艺对TP347HFG钢无缝耐蚀性影响研究-姚经松》、东方证券研究所 二、供应格局几何？进口替代加速，梯队分化明显 首先分国内外来看，海外企业优势在于技术和声誉，但国内企业与之差距