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我国不断实现从低端控制阀到中高端控制阀的技术迭代

发表时间:2024-06-05 16:12



转型升级

我国不断实现从低端控制阀

到中高端控制阀的技术迭代



01

工业控制阀介绍


工业阀门是工业设备的重要组成部分,工业阀门主要是指通过改变其流道面积的大小,控制流体流量、压力和流向的装置,是流体输送系统中的控制部件,其功能包括启闭作用、调节作用、节流作用等。


工业控制阀是工业阀门产品中的中高端产品,具备一定技术难度。根据国家质量监督检验检疫总局与国家标准管理委员会联合发布的国际标准《IEC693-1-005,IT》及国家标准《GBT26815-2011》对控制阀的定义,控制阀(controlvalve)是指在过程控制系统中由动力操纵,调节流体流量的装置,其能够按照控制系统发出的信号,通过改变阻力系数来改变阀内截流件的位置,从而达到调节流量的目的。控制阀是流体输送系统中的控制部件,是集截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能为一体的智能测试装置,在生产过程自动化控制系统中,控制阀是必不可少的终端控制元件。


控制阀与手动阀不同,它属于通用流体机械设备,是在复杂恶劣工况条件下实现自动控制和精确流量调节的工业自动化仪表。控制阀技术涉及材料工程、机械设计与制造、流体力学、控制科学与工程、测量技术与仪表等相关交叉学科技术,在石油、天然气、化工、冶金、电力、核工业、航天航空、军工、船舶、海洋工程、环保、制药等工业领域广泛应用。



02

工业控制阀行业发展历程


工业控制阀的发展与工业生产过程的发展密切相关。目前公认控制阀诞生于古罗马,古罗马人为了农作物灌溉而开发了相当复杂的水系统,采用旋塞阀、柱塞阀及止回阀防止水的逆流;



目前,为适应新工业部门或工艺的特殊要求,现代工业对控制阀提出更高的要求,如更稳定的质量、更安全的操作、更严格的环保标准,部分特定行业甚至对阀的硬密封、紧急切断泄漏率提出气泡级要求。


我国控制阀工业起步较晚,但发展较快。



随着科技不断进步,市场对产品功能的需求日益提升,我国控制阀行业技术水平不断提升,带有自动化控制技术的智能控制阀产品逐渐兴起,不断实现从低端产品到中高端产品的技术迭代。



03

行业技术水平及特点


控制阀行业是典型的技术密集型行业,是传统制造业中的高新技术行业。控制阀行业的技术特点是:产品技术含量高,生产工艺相对复杂,技术涉及面较广,集电子、机械、传感器、材料、软件、控制论、通讯、物理、流体动力学、流体仿真等技术领域为一体,是传统制造业中新技术集中度较高的行业。该行业对技术创新能力要求高,新材料和新工艺的创新和应用速度快。技术创新对控制阀行业企业的管理创新能力提出要求,MES先进制造系统、CRM客户关系管理系统等管理理念在该行业内被引进和应用。同时,随着现代设计技术的不断发展,如三维设计等嵌入设计、CAD/CAM系统的广泛应用,大大提升了企业新产品的设计效率,缩短了产品的研发周期。


控制阀行业技术水平分为三个层次:第一层次是以Fisher、Flowserve等为代表的跨国企业,其技术代表国际一流水平;第二层次是技术水平较高的合资企业、内资领头企业,通过技术引进和自主研发,技术水平处于国内领先,部分产品技术达到国际先进水平;第三层次是行业内数量最多的国内中小企业,技术水平普遍还较低。



04

行业竞争格局


(1)低端市场的竞争情况

对于工艺过程相对简单,控制介质的工况条件不甚严酷的场合,或者过程控制要求相对较低的控制装置,国内控制阀厂商产品技术已趋于成熟,完全能满足此类工业过程控制的要求。国产控制阀产品在价格上具有一定竞争力,但产品同质化严重。


(2)中端市场的竞争情况

国内技术水平较高的控制阀企业凭借现有的技术开发能力、选型能力、历年积累的使用经验,使产品有一定的适应性和可靠性,也能为各行业中的外资、合资及一些大中型企业所接受。中端市场的控制阀用于次关键部位以及可靠性要求稍低的场合,部分产品经国外认证后开始实现出口。


(3)高端市场的竞争情况

在控制阀产品的高端市场,基本为国外一线品牌和国内部分专业性品牌产品所占有,其产品主要用于对产品可靠性及系统安全性要求较高的大型工业过程自动化控制装置,如:大型石化、煤化工、大型电站、核电站等,工况介质通常为高温、高压、强腐蚀或上述混合工况以及深冷介质。国内一些拥有自主知识产权的公司有部分产品或以维修备品的方式在某些关键部位使用,该部分国内公司积累了一定的产品技术经验,并得到用户的支持和认可。



05

控制阀行业主要下游运行情况


控制阀按控制介质的不同可分为气体控制和液体控制两大类,并可按介质进一步细分为水控制、冷媒控制、燃油控制、空气控制、燃气控制等若干个专业领域,受专业特性的决定,控制阀产品种类繁多,应用面极广,因而也使控制阀的技术发展趋势、市场发展状况受到其所配套的终端产品发展状况的直接影响。


国内控制阀的主要应用行业为石化化工、轻工业、发电、石油天然气、钢铁冶金领域。随着近年来工业控制技术的升级,控制阀应用范围不断拓宽,在造纸、环保、食品、制药等领域的应用发展速度也逐步提升。


(1)石化和化工行业情况

石化化工行业是我国的基础性产业,它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供相应配套和服务,在国民经济中占有举足轻重的地位。石化化工行业作为我国控制阀应用最广泛的下游行业,其景气程度的变化对控制阀行业的发展影响举足轻重。


“十三五”期间我国石化和化工行业综合实力持续提升,实现增加值年均增长4.51%、营业收入年均增长4.17%、利润总额平均增长5.95%,进出口总额年均增长3.74%,其中出口总额年均增长2.66%的好成绩。受供给侧改革推动,产业升级、绿色发展成效显著,全行业不断开拓创新,厚植新动力。根据国家统计局数据,2023年我国石油和化工行业实现营业收入15.95万亿元,比上年下降1.1%;利润总额8733.6亿元,比上年下降20.7%;进出口总额9522.7亿美元,比上年下降9%。



中国石油和化学工业联合会在《石油和化学工业“十四五”发展指南及二〇三五年远景目标》中明确行业目标,即我国石油和化学工业能够建成现代化工业体系,在世界石化强国中的地位得到进一步巩固,生产效率、经济效益、国际竞争力大幅提升,创新能力、绿色低碳发展水平显著增强。另外,对石化化工行业高质量发展的具体指导建议也已出台,《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》中提出了到2025年我国石化化工行业的具体发展目标,包括创新发展、产业结构、产业布局、数字化转型、绿色安全等方面,指导石化化工行业加大研发投入,改进设备和技术路线,提高产能,搬迁入园,建设智能化工厂,实现自动控制率,达到安全生产要求等。石化化工行业市场规模仍呈现增长趋势,高质量发展将拉动行业固定资产投资,石化化工上游行业如控制阀行业也将在其高质量发展中获得更多的业务机会和发展空间。


1)石油化工行业

根据中国石油集团经济技术研究院发布的《2023年油气行业发展报告》,中国石油集团经济技术研究院日前发布的《2023年油气行业发展报告》(以下简称《报告》)指出,2023年我国能源供应充足稳定,能源安全保障能力持续提升。全年原油产量站稳2亿吨,连续6年保持增长;天然气产量2353亿立方米,连续7年增产超100亿立方米。国内炼油能力增长放缓,产能结构继续优化调整,乙烯产能连续五年高速增长,总产能突破5000万吨/年。在“十三五”期间,我国淘汰落后炼油装置产能9,175万吨/年,实现原油加工产能利用率由2015年的65.5%提高到2020年的77.2%,成品油完成了国四到国六标准的升级。近年来,我国炼化产能持续增长的趋势还将延续,优化产业结构的动力也在不断提升,整个行业呈现向绿色、健康发展的良好趋势。


我国民营炼化企业也开始承担日益重要的角色,随着民营炼化一体化项目的陆续投产,民营炼化企业将打破国有炼化企业的垄断格局,占领新增产能的重要一席,迎来中长期的发展机遇。民营炼化企业在产品采购中对价格更为敏感,出于对成本的控制,会更加看重国内工业控制阀产品的性价比优势,将给予国内厂商更多供应空间。


《石油和化学工业“十四五”发展指南及二〇三五年远景目标》中提到对炼油产能布局进行合理统筹。其中,行业内企业被鼓励通过资本运作、兼并重组等方式进行整合,同时,智能化炼厂建设将进一步推进。炼油化工还将适度延伸下游产业链,实施炼油化工产业链之间的资源整合优化。在双循环新发展格局下,国内大市场的内需潜力将继续支撑石油化工行业的发展,同时,国际循环也为石化行业带来新的发展空间,区域全面经济伙伴关系协定(RCEP)带来的区域化融合发展为石油化工产业提供新的机会,一带一路的联通也将构建产业协同、市场互补的良好景象。石油化工行业良好的发展环境为上游产业的控制阀行业奠定良好政策和市场基础,控制阀行业将受到良性驱动,迎接新挑战,实现关键技术升级、完成产品优化。


2)煤化工行业情况

煤炭是我国重要的能源结构组成部分,根据英国石油公司发布的《世界能源统计(2020年版)》,我国已探明煤炭储量居于世界第四位,而天然气已探明储量居于世界第六位,石油已探明储量居于世界第十三位。相较于天然气、石油,我国较为丰富的煤炭资源是煤化工行业发展的有利支撑点。现代煤化工产业是我国煤化工行业发展的着力点,目前,我国已经在现代煤化工领域积累了一些宝贵的工程化、产业化经验和实际运行数据。现代煤化工产业在“十三五”期间继续保持了良好的发展态势,主要产品煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制气均已实现大规模工业化生产,产业地位进一步凸显。截至“十三五”末,我国已建成8套煤制油、4套煤制天然气、32套煤(甲醇)制烯烃、24套煤制乙二醇示范及产业化推广项目。总体上看,我国现代煤化工在“十三五”期间不仅产业规模大幅增加,生产装置运行水平不断提升,关键技术不断取得创新突破,而且产业集中度大幅提升,基地化格局已经形成。


根据煤炭工业协会的统计数据,2023年,煤制油、煤制气、煤(甲醇)制烯烃和煤制乙二醇产能分别达到931万吨/年、74.55亿立方米/年、1872万吨/年和1143万吨/年。根据煤炭工业协会发布的《现代煤化工“十四五”发展指导意见》,“十四五”时期是现代煤化工高质量发展的关键阶段,我国在“十四五”期间的发展目标是建成煤制气产能150亿立方米,煤制油产能1,200万吨,煤制烯烃产能1,500万吨,煤制乙二醇产能800万吨,完成百万吨级煤制芳烃、煤制乙醇、百万吨级煤焦油深加工、千万吨级低阶煤分质分级利用示范,建成3,000万吨长焰煤热解分质分级清洁利用产能规模,转化煤量达到1.60亿吨标煤左右。


由于我国存在“贫油富煤”的现实资源结构特点,同时煤化工产品和石油化工产品有一定重合性,发展好煤化工产业能够更好促进石油化工和煤化工的平衡发展,能够优化整个石化和化工行业的产业布局。同时,在“碳达峰”、“碳中和”绿色转型背景下,现代煤化工成为我国化工发展的亮点,并直接关系到国家的能源战略发展规划,因此升级发展煤化工行业符合我国能源战略要求。在煤化工行业进一步转型升级背景下,新一轮新型煤化工项目的建设将导致煤化工设备投资需求的提升,为控制阀的应用提供更广泛的空间。


(2)石油、天然气行业情况

石油方面,我国原油消费量呈现缓步上升趋势,近五年年,原油产量相对稳定,原油进口量整体呈上升趋势,国内原油产量和消费量仍存在一定供需缺口。


天然气方面,随着我国加快推动能源生产和消费革命,油气体制改革有力推进,作为低碳清洁能源的天然气具有较高景气度。“十四五”期间,中国能源生产和消费将加速向绿色低碳转型。天然气作为清洁低碳的现实主体能源,灵活度高,协同性强,具有与可再生能源融合发展的先天优势,天然气造成的碳排放较小,将在能源结构转型中发挥重要作用,而我国天然气产量增速不及消费量增速,为天然气行业进一步发展提供空间。


“十四五”阶段,我国管网建设将发力点集中于高效、高质量、绿色层面。2020年国家管网集团正式接管三大石油公司及其下属的油气基础设施相关资产,油气行业中游管输环节与上游勘探开发和下游市场销售分开运营,国家管网集团将大力发展天然气管网,持续完善原油和成品油管道,“全国一张网建设”将解决油气管道条块分割、结构复杂、重复建设、配置效率低下等问题。未来,装备制造业将与油气产业链、供应链进行深度协同。天然气产业发展前景广阔的背景下天然气管网、LNG接收站和地下储气库等基础设施建设将面临新的发展机遇期。


油气基础设施领域在需求有良好保障的情况下,将同时围绕碳达峰、碳中和战略部署与落实国家“十四五”规划要求,呈现结构性调整和转型的健康发展趋势,作为管网等基础设施建设的关键设备,高端控制阀将面临更广阔的市场。


(3)电力行业情况

电力行业作为我国国民经济的基础性支柱行业,与国民经济发展息息相关,在我国经济持续稳定发展的前提下,工业化进程的推进必然产生日益增长的电力需求。


我国电力消费规模逐年增长,“十三五”时期全社会用电量由2016年59,198亿千瓦时增长至2020年75,110亿千瓦时。2023年,我国电力消费为92,241千瓦时,较上一年增长6.80%,2016年至2023年年均复合增长率达到6.54%。


“十四五”阶段,我国电力行业向好趋势将继续保持,电力行业将迎来新一轮高质量发展,能源变革转型将不断深化。其中,以电为中心转变能源消费的格局进一步强化,电能替代势头强劲。根据全球能源互联网发展合作组织的预测,2025年实现替代电量5,000-6,000亿千瓦时。我国中长期电力需求形势依然乐观,电力行业将持续保持较高的景气程度。


(4)轻工行业情况

“十三五”期间,轻工业规模以上企业累计营业收入107.8万亿元,利润7.1万亿元,出口13.2万亿元。


“十四五”期间,轻工行业将深化创新发展、绿色发展、智慧发展和集群发展,实现新一轮高质量发展。从需求端来说,我国三胎政策、消费升级趋势等变化为轻工行业国内市场需求提供有力支持,“一带一路”建设、“RCEP”加速外需扩大。从供给端来说,轻工行业供给侧改革不断深化,行业向高技术水平、高品质的目标不断发力,国潮国货品牌将进一步提升市场占有率和渗透力,轻工行业多个细分领域呈现良好的上升空间。


(5)钢铁冶金行业情况

冶金是从矿物中提取金属或金属化合物,钢铁冶金则是指冶金工业中冶炼生产钢铁产品的细分领域。“十三五”期间,钢铁行业积极推进供给侧结构性改革,使中国钢铁走上健康发展的轨道,行业面貌发生根本改变,去产能成效显著、行业运行质量改善、产业结构不断优化、企业竞争力明显增强。


“十四五”期间,钢铁行业发展将从数量阶段全面转向高质量发展阶段,根据冶金工业规划研究院的发展展望,钢铁生产消费总体仍将维持在高位,粗钢产量大概率将维持在10亿吨以上的生产水平。未来,制造业为拉动钢铁需求的重要因素,为钢铁行业持续发展提供有利支持,钢铁行业将在绿色低碳、技术创新、产业结构优化、质量效益提升等方面实现高质量发展。


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