空气分离设备产业可行性研究

空气分离设备产业可行性研究

依托团标发展评估认定认证促进采标实施充分发挥团体标准以市场需要为导向的技术引领作用，依托团体标准开展相关的评估评定认证等工作，突出团体标准的特色优势，通过评估认定认证扩大团体标准的影响力，促进企业采用先进的标准发展适应新业态需求的质量管理模式，推动质量管理向全供应链、全产业链、产品全生命周期延伸。同时依托团体标准通过评估认定认证等方式促进企业规范运营，行业自律健康发展。国家双碳目标的提出，必将加速能源替代和能源行业的转型，促进新能源新技术革命。行业企业应加速与能源和炼化行业的融合，密切关注能源转型中新技术的发展，加速与之相关的产品和技术的研发和升级。天然气集输关键设备为落实国家能源多元化战略并提升高效清洁能源的供给，我国建设了西气东输二线及三线工程、中亚管线、中缅管线、中俄管线，其中压气站上的压缩机组、大功率加压泵和大口径全焊接球阀等关键设备全部实现国产化。20MW电驱压缩机组在西气东输二线高陵站投入正常工业运行，各项技术指标达到国际先进水平，现已有140余套产品应用于长输管线的各加压站。30MW燃驱压缩机组在西气东输三线烟墩和浙江衢州压气站投入工业运行。40Class600、48和56Class900大口径高压全焊接球阀已经全部实现国产化。2500kw单级双吸水平中开式输油管线泵（双工况）在庆铁四线的林源、新庙、农安和梨树站成功投入工业运行。首台6000kW、41Mpa、1000rpm高速往复式注气压缩机成功应用于华北油田苏桥储气库。空分设备行业的周期性、区域性或季节性特征深冷技术产品广泛应用于天然气、煤化工、石油化工、冶金行业、天然气、核电等国民经济基础性行业，也广泛应用于航空航天、半导体、多晶硅片、新能源电池等战略新兴行业，与宏观经济周期的关联度较高。宏观经济形势向好时，基础建设投资加大，深冷技术装备整体需求上升；宏观经济不景气时，基础建设投资减少，深冷技术装备的整体需求下降。深冷装备行业不具有区域性和季节性特征，但由于客户自身的工期存在上半年开工少下半年开工多的现象，而行业产品分工艺系统（客户对工艺系统签收时间）确认收入，因此导致收入的确认存在一定的季节性。产业转型升级发展成效显著（一）以市场为导向，加快供给侧改革国家宏观经济从速度型转向质量型发展，需求市场明显呈现疲软态势，冶金、石化、煤炭、电力等重点领域的产品销售下滑严重。特别是十三五后期，中美贸易争端日益加剧，全球蔓延的突发新冠肺炎疫情，都对制造业的市场发展造成较大的冲击与影响。面对新的经济发展环境，行业企业努力加快供给侧改革，以市场为导向，延伸产业链，扩展相关的需求市场，以客户为导向，为客户提供定制化及全方位整体服务，致力于打造集工艺装备研发、设计、制造及售后服务于一体的整体解决方案供应商，努力开辟新的市场领域。面向建材、冶金、纺织等工业领域通用机械产品存量市场，行业企业大力开发节能产品，对在用高耗能产品进行节能改造，采用租赁、合同能源管理等多种方式，为用户节能减排提供系统解决方案，开拓了一片新的发展天地。依托国家环保产业政策，大力拓展环保装备市场。发展智能一体化污水处理成套设备，为城镇污水综合治理和再生利用发挥了重要作用。以用户需求为导向，提供撬装式产品，集成度高、运行费用低，技术及市场优势明显。（二）打造服务型制造，为用户创造价值伴随制造业转型的步伐，行业越来越多的企业开始由制造业向制造+制造服务业转变，充分利用企业的专业人才优势和市场优势，开展增值服务，全行业工业服务产值占行业总产值的比例越来越高。空分设备制造企业大力开展气体业务，通过投资新建、收购或兼并等方式设立专业气体公司，服务涉及钢铁、化工、有色冶炼、玻璃等行业，气体投资规模已居国内前列，成为国内主要工业气体供应商。（三）智能制造得到快速发展在国家大力培育和发展智能制造装备产业政策引导下，通用机械行业通过推进智能制造，提升生产效率、技术水平和产品质量，实现制造过程和装备产品的智能化和绿色化发展。2016年沈鼓集团被列入国家智能制造试点示范项目。在2019世界智能制造大会上，沈鼓云服务实现远程智能服务和预知性维修案例获得2019中国智能制造十大实践案例的殊荣。在推进产品智能化技术的基础上，行业多家企业建立了智能制造数据中心，对交互装备实施全过程、全方位、全天候的状态管理，实现设备运行无人值守、远程控制，为用户提供更加快捷、精准和可靠的售后服务，为未来打造产品系统集成技术服务能力奠定基础。为推进通用机械行业智能制造进程，培育行业竞争新优势，成立了中国通用机械行业智能制造企业联盟，目前联盟成员单位近30家。通过联盟促进行业智能制造系统集成共性技术和核心技术的交流与研究，为通用机械智能制造过程项目的实施提供咨询服务和解决方案，带动通用机械行业智能制造装备发展。（四）走出去拓展国际市场随着国家的深化实施，通用机械行业企业在巩固国内市场的同时，积极走出去大力拓展国际市场。凭借世界首台600MW超临界循环流化床锅炉燃煤发电机组的运行业绩，获得全球最大的约旦阿塔拉特油页岩项目锅炉配套风机任务。在一带一路的标杆项目文莱800万吨/年炼油项目中，承建了目前中国出口海外最大的223000Nm3/h特大型变压吸附提纯氢气成套装置。行业企业先后取得了中东75万吨/年合成氨及120万吨/年尿素项目、油气田开采开发项目、文莱800万吨/年炼油项目、美国英伟达尼龙化工三期、中东MEG循环气压缩机等重大项目订单等重要订单；承揽了一批有重大影响和良好经济效益的国际项目设备成套供货业务，先后与意大利德西尼布，荷兰福陆，英国PETROFAC、McDermott，美国UOP，德国林德，法国液空等全球知名工程公司进行合作，受到国际市场广泛认可，成功实现了中国高端设备走出去目标，实现了历史性突破。研制的量大面广的节能环保风机、压缩机、阀门等产品产量居全球第一，远销至美国、德国、巴西、印度等40多个国家和地区。中国通用机械工业协会努力建设国际交流平台，与德国机械设备与制造商协会、俄罗斯阀门协会、日本阀门协会等国际同行业机构都建立了合作机制，双方在信息交流、行业技术、合作开发等领域展开更加积极与亲密的合作。主要应用领域市场需求（一）石油石化石油石化产业是国民经济的重要基础产业，直接关系到国家经济的健康发展和社会稳定。伴随着国民经济的快速增长，我国石油消费量逐年递增，目前已成为世界上仅次于美国的石油消费大国。数据显示，2020年，国内原油表观消费量7．36亿吨，比上与此同时，国内炼油能力持续较快增长，2020年总能力升至8．9亿吨/年；石油加工量达6．7亿吨，同比增长3．4%。随着各地区在建大型炼化项目的相继投产，原油加工能力将持续增加，预计2025年我国炼油能力将达到10．2亿吨/年，超越美国成为世界第一大炼油国。供需对比，足见我国炼油能力过剩、成品油市场供大于求的状况日益加剧，未来继续优化产业结构、加快产业布局将成为石化产业高质量运行的重要课题。七大基地的配套建设及竞争主体多元化发展，带动了石化全产业链跃进式扩能，加之中石化投资2000亿打造茂湛、镇海、上海、南京4个世界级炼化基地，多重利好驱动，十四五期间将成为石油石化产能集中释放期。大型炼化一体化装置、丙烷脱氢装置、聚烯烃、PX装置等会呈现出集中建设、集中投产势态。预计十四五末，我国原油一次加工能力将超过9亿吨/年，炼油装置能力达到2000万吨/年，乙烯装置能力达到150万吨/年；乙烯总产能将超过6500万吨；丙烯总产能将达到5600万吨；聚乙烯产能将达到4190万吨，聚丙烯产能将超过3500万吨；PX产能将达到4400万吨，乙二醇产能将达到2200万吨；对二甲苯产能将达到3200万吨，聚氯乙烯产能将超过2700万吨。（二）煤炭深加工我国是产煤大国，目前探明可采储量1145亿吨，排名世界第三，在中国化石能源总储量中煤炭资源储量占据94%，而石油和天然气仅分别为5%和1%，在中国的能源消费中，煤炭一直占据主导地位。近年来，由于传统煤化工产能过剩以及原油价格的一路走低，加之中国围绕碳中和目标制定的一系列发展方向，煤炭消费未来将进入下降趋势。但限于我国多煤少油少气的自然条件，适度发展煤炭深加工产业，通过新型煤化工获得石油替代品解决油气不足，仍然是国家能源战略技术和产能储备的必然举措。国家《煤炭深加工产业示范十三五规划》在明确煤炭深加工产业发展定位的同时，也为未来煤炭清洁高效利用指明了方向。《规划》涵盖了煤制油、煤制天然气、低阶煤利用、煤制化学品、煤与石油综合利用等6方面，包括14个示范项目和约25个储备项目，年投资规模近千亿元。大型煤气化、加氢液化、低温费托合成、甲醇制烯烃技术将进一步完善；百万吨低阶煤热解、50万吨级中低温煤焦油深加工、10亿立方米级自主甲烷化、百万吨级煤制芳烃等技术将完成工业化示范。目前已规划的项目限于各种原因已投资建设的较少，可能会陆续启动。预计十四五末，我国煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用产能将分别达到1800万吨/年、250亿立方米/年和2500万吨/年。多年来我国现代煤化工技术、工艺、装备都取得了长足进步，关键技术水平跃居世界领先地位;但目前产业整体仍处于升级示范阶段，尚不完全具备大规模产业化的条件。十四五期间，大型先进煤气化技术、煤制油、煤制天然气、低价煤分质利用、煤炭综合利用等关键技术和设备要取得工业化突破。通用机械行业关键设备：如12万Nm3/h以上的特大型空分装置、大型气体压缩机、膨胀机、各类煤化工泵（两相流泵、进料泵、甲醇泵）和千万吨级工艺泵以及耐腐蚀高温高压差调节阀等特殊阀门，要实现国产化研制和应用。（三）油气及管线集输近年来随着全球向低碳能源的转型，天然气地位进一步提升，2020年我国天然气消费量3253．6亿平立方米，占一次能源消费的8．5%，对外依存度为42%，预计2030年天然气消费量将达6000亿立方米，对外依存度将超过50%。2030年前后天然气将可能超越煤炭成为全球第二大能源。国家发改委、国家能源局联合发布的《中长期油气管网规划》指出，对天然气进口通道要坚持通道多元、海陆并举、均衡发展的原则，预计到2025年基本形成海陆并重的通道格局。届时全国油气管网规模达到24万公里，其中原油、成品油、天然气管道里程分别为3．7、4．0、16．3万公里，原油管道进口能力1．07亿吨，原油海上进口能力6．6亿吨，其中天然气消费规模不断扩大，预计2030年天然气消费量将达6000亿立方米，储运能力明显增强，并形成主干互联、区域成网的全国天然气基础网络；同时在全国范围内逐渐形成东北、华北、西北、西南、中西部和中东部等六大储气调峰中心，加快地下储气库建设，到2025年实现地下储气库工作气量达到300亿立方米，预计2030年将超过400亿立方米。该规划指明了我国天然气管网发展方向，进一步明确了天然气管道和储气库的建设目标。十四五末，天然气在能源消费比例中将达到12%，初步建成国家油气管网的全覆盖。这将给油气集输（包括常规天然气、页岩气、煤层气及液化天然气）及储运等产业带来广阔的市场。1、页岩气开采随着减少煤炭消费，增加清洁能源使用的行为理念不断推广深化，以页岩气为代表的非常规清洁能源逐渐受到重视。而我国丰富的页岩气储量更是为整个行业发展提供了一个极佳的条件。数据显示，目前我国页岩气储量高达31．6万亿立方米，遥遥领先世界其他国家。未来我国页岩气产业将会加快发展，海相、陆相及海陆过渡相页岩气开发均获得突破，新发现一批大型页岩气田，并实现规模有效开发，2030年实现页岩气产量800-1000亿立方米。2、煤层气开采我国煤层气资源丰富，统计数据显示，我国埋深2000m以上浅煤层气地质资源量约36．8万亿立方米，主要分布在华北和西北地区。十三五期间新增煤层气探明地质储量4200亿立方米，建成2-3个煤层气产业基地，煤层气（瓦斯）抽采量达到240亿立方米。中国煤层气产量规模在即将突破百亿立方米的基础上，预测在2025年将达到145亿立方米左右。3、天然气液化及天然气接收随着LNG生产技术的进步，天然气交易除依靠管网的传输，还可以液化天然气（LNG）贸易形式走向全球。2020年全球LNG贸易量创新高，达到3．6亿吨，连续多年保持稳健增长，预计2030年全球LNG的需求量将达4．5亿吨。而国际上大型LNG项目一般工程投资额高，市场潜力巨大。同比增长11%。双碳背景下，LNG需求将继续增长，预计将很快超过日本成为全球第一大LNG消费国。十四五期间，天然气进口能力1500亿立方米，天然气（含LNG）储运能力400亿立方米，液化天然气接收站新建待建30座以上，接收能力达到1．5亿吨/年，城市化利用发展迅速，液化天然气综合性利用市场巨大。通用机械中的压缩机、泵、阀门等重点产品在油气集输管线领域应用广泛，十四五期间，无论在天然气、页岩气、煤层气，还是在LNG液化及接收站领域，通用机械行业企业都有较大的市场发展空间。空分设备行业发展历程深冷技术在我国的发展起步相对较晚，经历了从无到有、由小到大的演变过程。以1902年德国设计并制成世界第一台工业化利用深冷技术实现空气分离的设备为标志，本行业在境外发达国家已有百余年的发展历程。而我国直至20世纪50年代末期才开始小批量试制小型深冷空分设备，与境外发达国家存在较大差距，并且在市场经济体制不完善、宏观经济增长相对缓慢的背景下，我国深冷技术行业至20世纪70年代末期始终未得到快速发展。20世纪80年代以后，我国工业化进程大幅加速、基础建设投资快速增长，从而推动本行业进入高速发展期。由于该阶段本行业的发展动力主要来自钢铁、有色金属等下游行业对于氧、氮、氩等工业气体的需求，因此我国深冷技术设备厂商纷纷将空气分离作为深冷技术研发的主攻领域。进入21世纪后，伴随着我国经济的持续高速增长，冶金、石油化工、煤化工等国民经济基础性行业得到了迅猛发展，一批拥有技术基础和创新意识的厂商，通过对前阶段积累的深冷空分技术进行消化、改进和再创新，深冷技术在我国实现快速发展，深冷设备向规模化和大型化方向发展。经过多年的努力，我国深冷设备的设计、制造能力显著提升，目前已能够跻身世界先进行列。深冷技术的应用领域日渐拓展至天然气行业的天然气液化和分离，现代煤化工行业的MTO/MTP烯烃分离等工艺。近年来，国家能源结构调整，工业转型战略升级，航空航天、半导体、多晶硅、新能源电池、氢能源等战略新兴行业的发展，为深冷设备行业发展提供了更为广阔的市场契机。空分设备行业与上下游行业的关系深冷设备制造行业的上游为冶金行业和空气压缩机、空气冷却塔、分子筛吸附器、液体泵、自动控制阀门、填料、自动控制系统等配套件制造行业，铝材、钢材等金属材料和配套部件的价格波动将对行业的利润水平造成影响。空气分离设备制造行业的下游为天然气、煤化工、石油化工、冶金、核电等国民经济基础性行业，以及航空航天、半导体、多晶硅、新能源电池等战略新兴行业，以上行业的发展情况将直接影响深冷设备的市场需求。行业标准化水平得到提高十三五期间，通用机械行业的标准化水平得到普遍提升，制修订一大批国家标准、行业标准，特别是团体标准的制定和实施，为行业健康发展发挥了重要的作用。通用机械重点行业标准化体系进一步完善。十三五期间，泵行业制修订标准28项，其中国家标准12项，行业标准16项。目前泵专业领域的现行标准对现有各类泵的覆盖率达到95％以上。阀门行业制修订标准63项，其中国家标准12项，行业标准51项。风机行业的标准经过40余年发展，目前国家、行业和地方标准已有70余项，形成了覆盖经济社会各领域、风机产销各环节的标准体系。十三五期间压缩机行业制修订标准40项，其中国家标准9项，行业标准化31项，形成了既有主导产品标准、又有配套的测试方法标准及辅助的零部件和材料标准的相对齐全的标准体系。空分设备行业十三五期间完成44项国家及行业标准的制修订任务，其中已批准发布39项，含国家标准6项，行业标准32项，国际标准1项。减变速机行业目前共有减变速机专业及相关齿轮等标准119个，其中国家标准10项，行业标准107项，团体标准2项。分离机械行业共有国家标准19项，行业标准71项，团体标准4项；主要产品的标准覆盖率超过90%。在国际标准转化方面，目前与压缩机及净化技术相关的国际标准共27项，已转化为我国标准22项，已列入计划正在转化的4项。所有采标标准均为修改采用，水平与相应的国际标准相当。与泵相关的国际标准共21项，其中已转化为我国国家标准16项，已列入计划且正在转化的5项。与阀门相关的国际标准共24项，已转化为我国国家标准17项，已列入计划且正在转化的1项。由于采标项目分别是等同或修改采用，因此水平与相应的国际标准相同。另外通用机械行业标准化走出去也初见成效，风机行业积极参与行业相关国际标准化制修订工作，风机行业标委会承担了国际标准化组织ISO/TC117技术委员会对口的标准化技术业务工作，并成功承办了第30次国际标准化ISO/TC117会议，加强了与国际标准化的交流与合作，提高了我国风机行业实质参与国际标准的能力。在国家各项相关政策引导下，通用机械行业大力发展团体标准，建立了团体标准工作两级管理机制，制定发布了《中国通用机械工业协会团体标准管理办法（试行）》等一系列管理制度文件，提出了团体标准工作遵循的原则和标准体系，并本着高起点规范化的原则组织各专业行业积极开展团体标准制订和宣贯实施工作，取得了显著成效。中通协在全国团体标准信息平台已经公告发布22项团体标准，其中《压缩空气站能效分级指南》《整体式高速齿轮传动装置通用技术规范》分别获评工信部2019、2020年度百项团体标准示范应用项目。目前已经立项正在制订中的团体标准30余项。团体标准依据管理机制方面的优势，对快速满足市场需要、填补标准空白发挥了重要作用。目前通用机械行业基本形成了以国家标准、行业标准、团体标准为核心，涵盖了基础标准、产品标准、试验方法及检验方法标准、安全标准、能效标准等主要标准类别的标准化体系。为通用机械产品的设计、制造、安全生产、试验、质量检验、能效考核等提供了技术依据，为产业的发展起到了技术支撑作用。通用机械行业的标准体系已相对稳定，技术水平达到当前国际通用技术水平。基本可以满足国内电力、石油、化工、冶金、城市建设、国防等国民经济各领域所需通用机械产品的生产需求和发展需要。在新的经济发展环境中，创新驱动发展和知识产权战略越加得到充分的重视。通用机械行业企业不断提升自主创新能力，发挥知识产权激励创新作用，开发新技术、新产品、新工艺，形成越来越多的专利技术，为行业技术进步与发展发挥了重要的促进作用。企业在知识产权保护方面的意识更加强化，申报与获得专利授权、软件著作权等知识产权数量大幅增长，发明专利的数量及占专利总数的比例逐年提升，行业专利水平得到显著提高。通用机械行业的《一种大直径三元叶轮的铣制方法》、《一种循环气压缩机叶轮的热处理工艺》及《大型离心压缩机试压机壳及其试压方法》等发明专利荣获第十九届中国专利奖。部分行业企业取得知识产权管理体系认证证书，标志着知识产权管理水平迈上一个新的台阶，由粗放式管理迈向规范化、标准化、流程化管理。行业发展存在的主要问题通用机械行业逐步从高速发展走向平稳增长，在重大技术装备国产化和转型升级发展等各方面取得了长足的进步。但同时仍存在一些问题和短板，制约了行业的持续健康发展。行业整体技术创新能力仍比较薄弱，不能完全满足国民经济各领域高端先进技术发展的需要；以企业为主体的研发能力水平不足，特别是在行业中数量占比较大的中小型企业表现尤为突出。创新能力不强主要表现在：一是部分重大装备中的高端产品技术研发始终处于跟随性研发的被动局面，不具备前瞻性、主动性研发能力；二是尚有不少企业创新意识和技术基础薄弱，缺乏关键核心技术，导致企业以低端产品赖以生存，利润空间微薄，持续高质量发展能力很弱；三是行业专利数量虽多但发明专利占比小，特别是缺乏市场引领性的高质量发明专利，专利技术转化为生产力的能力不强。空分设备行业技术水平及技术特点在产品设计技术方面，国内行业企业普遍采用了各种先进的流程计算软件、性能与结构设计软件，技术水平已经达到或接近国际先进水平；在产品制造技术方面，自动焊接、真空钎接、数控加工等先进技术得到了普遍应用，技术水平已经接近国际先进水平。行业技术特点是跨越化