空分设备行业发展历程分析

空分设备行业发展历程分析

突如其来的新冠疫情，给我国的经济发展带来更多的不确定性。由于全球疫情的不断蔓延和局部失控，世界经济面临较大衰退风险，市场的恐慌情绪不断升级，贸易、经济脱钩的声音不断出现，全球产业链格局将在动荡中不断出现变化，世界经济下行风险会愈演愈烈，不稳定、不确定性因素显著增多，没有哪个国家能独善其身，躲过这场疫情的冲击。通用机械行业不断强化自主创新能力，注重技术创新研发体系建设，为行业技术创新发展和产品研发奠定了较好的条件基础。在国家创新驱动发展的理念指引下，梯次推进企业技术中心建设，企业技术中心得到长足的发展，至十三五末，通用机械行业被认定为国家级企业技术中心共17家，并有更多的企业技术中心被认定为省级、市级企业技术中心，一些企业还建立了海外研发中心，构建了吸引海内外高水平科研人才聚集、新产品新技术研发的重要平台，形成行业技术创新发展的中坚骨干力量。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。通用机械行业发展现状通用机械行业包括泵、风机、压缩机、阀门、气体分离设备、减变速机、分离机械、真空设备、干燥设备、气体净化设备、冷却设备和能量回收装备等12个专业行业，产品和技术广泛应用于石油化工、电力、冶金、交通、环保、城市基础设施、国防建设等各领域，在国民经济的发展中发挥着重要作用。十三五以来，在国家一系列产业政策的推动下，通用机械行业取得了令人瞩目的成绩，产业综合实力有了显著提高，一大批国产首台（套）重大技术装备研制成功，填补多项国内空白，并在石油石化、油气集输、天然气液化、煤炭深加工、核电、超超临界火电等关键领域得到工程应用，改变了我国大型通用机械关键设备依赖进口的被动局面，为增强国家综合实力、提升国际市场竞争力提供了有力的支持和强力的保障，为我国国民经济发展做出了重要贡献。十三五期间，通用机械行业坚持稳中求进，持续推进高质量发展，核心竞争力不断增强，呈现出良好的发展态势。企业充分发挥科技创新的引领作用，通过产学研用相结合，多项新产品、新技术、新工艺研发取得实质性突破，提升了产业链整体水平。企业转型升级不断深化，基于自身优势延伸服务，拓展市场，由传统生产型制造业向智能制造、工程成套和服务型制造转型，通用机械行业已经形成集研发设计、制造、成套和技术服务为一体的，产品门类齐全的工业体系。大型空分装置石油化工、冶金项目的大型化带动了空分设备规模朝着大型、特大型方向发展，给国内制造企业提供了更多展示实力的平台。在神华煤制油10万等级大型空分项目中，国内企业真正实现了与国外高水平厂商的同台竞技。2017年3月，首套国产10万等级大型空分设备一次开车成功，同年，6套国产空分装置全部投入运行，各项性能指标达到国外品牌同等先进水平，稳定性、可靠性及能耗指标均达到国际领先水平。为整套空分装置提供动力的心脏设备压缩机组，多年来长期被国外几个知名企业垄断。行业企业在10万等级装置中首次采用了轴流+离心式空气压缩机组，整套装置现场一次开车成功并一直平稳运行，实现了我国压缩机制造史上的最完美升级和跨越式发展。国产10万等级空分装置及空气压缩机组的研制成功，填补了国内空白，是我国重大装备国产化的又一突破，标志着我国大型空分设备国产化制造水平已迈入了制造强国的行列，机组成套设计制造及关键配套能力达到世界先进水平。百万千瓦超超临界火电机组泵阀依托国内多个百万千瓦超超临界火电项目，进一步推进泵阀国产化工作，其中锅炉给水泵、凝结水泵及各类阀门的国产化成绩斐然。660MW超临界火电机组用全流量锅炉给水泵组于山西华光发电厂成功投入运行，1000MW全流量锅炉给水泵已经研发成功并通过了出厂鉴定。主蒸汽管道气动疏水阀、储水罐水位调节阀、吹灰蒸汽调节阀；给水泵再循环调节阀、再热器喷水调节阀、汽机高压供汽站压力调节阀、锅炉循环管路调节阀等阀门，先后在国电黄金埠发电、神华神东电力和万州电厂1000MW超临界机组以及华能长兴电厂600MW超临界机组投入运行。经过近年的不断努力，超超临界火电机组用阀门国产化率达到90%以上。行业制造企业为广东华夏阳西电厂2×1240MW超超临界火电机组提供了目前国内规格最大的三大风机机组。大型石化装备随着石化装置规模不断扩大，并向大型化、一体化、智能化发展。通用机械行业在大型炼油（加氢裂化、催化裂化、延迟焦化装置等）、大型乙烯设备研制方面取得显著的成果。国产首台1500kN活塞压缩机组在中化泉州石化渣油加氢装置现场投入运行，主要技术指标达到了国际同类产品先进水平，使我国成为国际少数能够生产125吨、150吨活塞力往复式氢气压缩机的国家之一，满足了我国石化行业、煤化工行业装置大型化发展的需要。中海油惠州炼化120万吨/年乙烯项目成功运行，其核心设备乙烯、丙烯、裂解气压缩机全部由国内制造，标志着继美国埃里奥特、德国西门子、日本三菱之后，我国拥有了具有百万吨级乙烯三机制造能力和业绩的高端压缩机制造厂商，乙烯装置配套压缩机组制造水平跃入世界先进行列。大型冷箱、大型球罐等特种设备研制成功也为满足我国大型石化装置发展需要做出了重大贡献。目前，千万吨级炼油、百万吨乙烯等石化装置中的工艺流程泵国产化率已达到85%以上。其中，BB3型水平中开多级化工流程泵，最大流量可达1440m3/h，最大扬程可达1600m，使用功率最大已达3000kW，覆盖API标准中S-5（ZG230-450）到D-2（A890-5A）所有材料；适用于高温、高压工况，易燃、有毒等危险液体输送的卧式多级筒形泵（AP1610）B5型号，部分产品已达到国际先进水平。大量高温高压耐腐蚀专用阀门，乙烯清焦平板阀、大口径高压加氢阀、特种工艺控制阀、催化剂分配阀、高抗硫阀等产品的成功研制，改变了特种阀门依赖进口的局面，为石化行业的发展提供了保障。行业发展的重点任务（一）强化产业基础研发能力进一步完善产业创新体系，提升整体创新能力，依托高等学校、科研院所和具有行业优势的企业，推进体制机制健全、资源共享优势互补、具有较强技术推广能力的产业技术研发平台建设。结合当前产业发展的基础薄弱环节及制约行业发展的问题，组织开展跨行业、跨领域、跨区域、金融支持的政产学研用金协同创新；借助国家科技计划等国家技术创新支持政策，通过开展应用基础、产业共性关键技术和工程化示范研究，着力攻克一批共性关键技术，解决行业发展中的重大技术难题。加大企业技术研发的投入，健全企业主导产业技术研发的体制机制，促进技术、人才等创新要素向企业集聚，强化企业技术创新主体地位和主导作用。加速新产品开发，提高产品的科技含量，提升各项性能指标和质量，摆脱同质化困境，占据市场主动权。鼓励有条件的企业加强技术研发机构和重点实验室的建设，更多行业骨干企业争取进入建设国家实验室的行列，带动行业中小企业创新发展，提升行业整体技术水平。（二）提升产业链综合水平在国家产业政策指导和支持下，继续建立具有行业特色，以企业为主体聚合产、学、研、用各方力量的产业联盟，促进制造企业和科研机构的技术与产品发展更加贴近工程应用和市场要求，在已有的技术优势基础上，补强技术短板，强化在产品核心关键配套件，以及材料、密封等基础配套领域方面的技术合作，促进产业链上下游的系统性、协同性和完整性，提升产业链整体水平。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。促进形成一批具有国际竞争力的创新型领军企业，带动行业和产品上下游企业提高核心竞争力，增强产业的活力。深化实施知识产权战略，提升企业知识产权运用能力。统筹规划产业链关键环节的专利布局，在关键核心技术领域形成一批专利组合，构建支撑企业发展和提升行业竞争力的知识产权储备。打造行业向产业链高端跃升能力和抵御国际复杂环境风险的能力。（三）继续推进重大技术装备国产化重大技术装备是制造业实力与水平的体现，是关系国家安全和经济命脉的核心要素。十四五期间，将继续推进重大技术装备的国产化进程，防范化解产业风险，保障国民经济健康发展。继续保持并完善巩固在煤化工、大型石油炼化、长输管线、超超临界火电、核电、新能源等领域上取得的成绩，不断提高重大装备的技术水平和产品质量，优化性能指标、提高产品可靠性，加快完成产品的标准化系列化工作，用成熟完美的产品应对各种市场需求；并以重大装备国产化为切入点，带动相关配套产品、上下游产品的技术进步与质量提升，逐步实现全产业链的国产化。在已完成的百万吨乙烯三机、天然气长输管线关键设备、百万千瓦核电泵阀、10万立方米大型空分设备及配套空气压缩机、百万千瓦超超临界火电关键阀门和天然气液化装置基础上，继续扩大优势，完成石油化工领域超大规模的150万吨/年及以上规模乙烯装置压缩机，12-15万等级以上特大型空分装置及压缩机，大规格（直径大于1600mm）特种刮刀卸料离心机，天然气领域300万吨/年以上LNG装置配套冷剂压缩机、储气库用6000kW级高速高压天然气压缩机及汽车行业中更高检测精度的氨检漏真空设备等重大装备的研发与应用。开辟重大装备产品在新市场、新领域的应用，如一体式高压注气压缩机、大型储气库压缩机、90Mpa高压加氢压缩机、大型煤浆泵、高温熔盐泵、大功率平行轴齿轮箱、磁悬浮分子泵、海水淡化能量回收装置、大型绕管式换热器、LNG大口径高压力深冷阀门、低温泵等，明确战略导向，加速核心技术攻关，研发出技术过硬的大国重器，加快迈入全球产业链的中高端行列。国际复杂经济形势的风险和深远影响延且不断升级，国际经济与贸易格局面临重构，全球商业信心减弱，经济增长全面放缓。以美国为首的西方国家这种逆全球化倾向将对我国制造业的国际竞争力造成较大负面影响，并严重威胁我国产业链安全。品依赖国外进口，一些重点产品的核心零部件、关键基础材料对外依存度依然偏高，成为影响我国机械工业高质量发展的较大隐患。突如其来的新冠疫情，给我国的经济发展带来更多的不确定性。由于全球疫情的不断蔓延和局部失控，世界经济面临较大衰退风险，市场的恐慌情绪不断升级，贸易、经济脱钩的声音不断出现，全球产业链格局将在动荡中不断出现变化，世界经济下行风险会愈演愈烈，不稳定、不确定性因素显著增多，没有哪个国家能独善其身，躲过这场疫情的冲击。从宏观层面看，全球化疫情将从需求端、供给端对我国制造业造成多维度冲击。面对今后常态化的疫情防控，行业在保障防疫与生产并举的同时，如何准确认清局势，从阶段性危机和困境中寻求机遇，推进产业结构优化升级，增强应对外部挑战的能力。同时关注全球经济态势变化可能带来的产业链重构，捕捉更多的发展机遇。行业技术创新及科技成果（一）技术创新取得丰硕成果在国家供给侧结构性改革、各项产业政策的引导和市场的拉动下，通用机械行业以创新驱动转型升级发展，一批具有自主知识产权的高端产品实现了重大技术突破，取得了丰硕的科技成果。2015-2019年间，中国通用机械工业协会会同中国机械工业联合会，先后组织了120余项科技成果鉴定、技术评审、新产品推广等，这些新技术与装备为满足国民经济建设需要、促进行业技术发展发挥了重要的促进作用。承担完成的国家科技重大专项磁悬浮分子泵系列产品开发与产业化项目，突破和掌握磁悬浮分子泵设计制造的核心技术，填补了国内该领域空白，打破了磁悬浮分子泵完全依赖进口的局面，为完善我国真空相关高端装备制造产业链起到了积极的推动作用。与重庆大学机械传动国家重点实验室共同攻克RV机器人用减速器国际技术壁垒，自主研发出摆线针轮减速器、谐波减速器、轮边马达减速器等高精度减速器，实现了国产机器人用精密减速机国产化的重大突破。行业企业还承担了多项国家科技部火炬计划项目、国家级星火计划项目、国家成果转化项目、国家创新基金项目，省级、市级科技重大专项、产品升级及产业化关键技术研究项目等，通过承担科研项目，完成了国家级、省市级新产品的研发，形成了专利技术，并逐步实现产业化。通用机械行业的创新成果获得多项国家级、省部级科学技术奖项。大型乙烯装置成套工艺技术、关键装备与工业应用、大型灌溉排水泵站更新改造关键技术及工程应用项目、高效离心泵理论与关键技术研究及工程应用项目荣获国家科技进步二等奖。20MW级变频电驱压缩机组研制及工业性应用、特大型空气分离设备关键技术开发及产业化分别获得2015年度和2018年度中国机械工业科学技术奖特等奖。特大型混流泵和轴流泵节能关键技术研究与应用、40-48寸Class900高压大口径全焊接球阀、年产60万吨天然气液化装置用双混合冷剂离心压缩机组研制、1500kN大型往复式压缩机组国产化研制、大型往复压缩机流量无极调节系统关键技术及应用、压水堆核电站用核二级主蒸汽隔离阀、大型LNG储罐内潜液泵等15项科技成果获得中国机械工业科学技术奖一等奖。还有87项科技成果获评二等奖；114项成果获评三等奖。（二）创新研发体系建设取得成就通用机械行业不断强化自主创新能力，注重技术创新研发体系建设，为行业技术创新发展和产品研发奠定了较好的条件基础。在国家创新驱动发展的理念指引下，梯次推进企业技术中心建设，企业技术中心得到长足的发展，至十三五末，通用机械行业被认定为国家级企业技术中心共17家，并有更多的企业技术中心被认定为省级、市级企业技术中心，一些企业还建立了海外研发中心，构建了吸引海内外高水平科研人才聚集、新产品新技术研发的重要平台，形成行业技术创新发展的中坚骨干力量。行业企业充分发挥创新平台作用，开展新技术、新材料、新工艺、新产品的研发，不断优化产品结构，降低生产成本，提高产品核心竞争力。同时不断推进技术研发与市场需求的紧密结合，通过与国内外科研机构、大专院校合作，形成院士工作站、博士后工作站、企业研究院、工程技术研究中心等多种产学研一体化共建模式，有效发挥院士等专家技术团队在解决重大关键技术难题、高层次人才培养、科技成果转化等方面的重要作用，提升企业创新能力，有效促进了行业整体科研实力的提升，有力的提高了科研成果的工程化、产业化进程。（三）企业研发能力与试验检测手段得到提升通用机械行业企业加大用于提升企业研发及试验检测手段的研发投入，为企业增强技术创新能力奠定了坚实的基础。CAP1400屏蔽主泵试验台是我国自主设计和建设的首台三代核电主泵用多功能全流量试验台架，可开展AP/CAP系列屏蔽主泵、华龙一号轴封型主泵、主泵变频器等设备的试验。该试验台填补了我国核电主泵试验台自主设计与建设的空白，带动了我国核主泵试验台建设和试验技术的纵深发展。为