中国换热器市场研究

    2022-06-21 13:58

    1. 中国换热器市场概览

    1.1. 换热器产品定义及产品类型

    换热器是将热量从某种流体以一定的传热方式传递给他种流体,以满足规定工艺要求的装置,也可称为热交换器。在换热器中,至少有两种不同温度的流体参与传热。温度较高的流体放出热量,温度较低的流体吸收热量。在有些换热器中,也可能会有两种以上的流体参与传热。

    换热器在生产生活的各方面都有广泛的应用,例如化工、石油、电力、食品、城市供热等。当前,化石能源短缺已成为世界各国面临的普遍问题,在节能减排的背景下,需要对换热器进行合理地设计与使用,以充分挖掘能源利用潜力,不断提升能源利用效率。随着新能源开发逐渐扩大,换热器也与地热能、海洋热能等新能源的利用建立了紧密的联系。

    按照换热器的传热方式,可以将换热器分为间壁式、混合式及蓄热式(或称回热式)三大类。

    1.2.  换热器市场产业链分析

    换热器行业产业链的上游主要是换热器部件的原材料供应,包括钢铁、橡胶、石墨等;中游主要是换热器制造;下游则是换热器相关应用领域,包括石油化工、集中供热、食品、电力等行业。换热器制造是换热器产业链中的核心环节。

    1.2.1.  原材料供应

    换热器的主要材料为不锈钢。随着换热器的种类逐渐增多,功能趋于多样化,换热器的材料也变得愈加丰富。性能优异、经济价值较高的材料也很大程度上影响着换热器产品的市场竞争力。

    (1)      钢铁

    管式换热器和板式换热器的主要结构都有大量的金属部件,其中钢铁占据绝对领先的地

    位。常见的换热器不锈钢材料有304,316以及316L。其性能比较如下表。


    换热器的应用场合十分丰富,因此换热器中的工作流体也多种多样,在石油化工等行业,

    流体介质如硫酸等往往具有强腐蚀性。如果采用传统的不锈钢材料,在长时间腐蚀性流体的作用下,换热器的工作寿命和工作性能会受到一定影响。换热器厂家和研究单位也针对性地进行了研究,以期筛选出对腐蚀性不敏感的优异材料。石墨作为耐腐蚀性材料,同时传热性能良好,不易结垢,已在换热器中得到大量应用。不过,石墨抗弯和抗拉强度较低,在使用过程中容易脆裂,因而一般只用于低压的场合。同时,石墨价格较高,也在一定程度上限制了其应用范围。

    1.2.2.  换热器制造

    换热器种类繁多,也是各行各业的普遍性产品,行业内大小企业众多。也正是因为换热器用户需求的差异,不同的产品其结构可能会有很大差别,制造中的生产工艺也不尽相同。在节能减排需求的推动下,换热器研发对新材料技术、先进加工工艺等的需求愈加强烈。另外,一批高精尖“冷门”研究热点不断突起,促进换热器企业加快向高端化发展。

    当前,我国换热器制造主要集中于华东地区、东北地区以及西北地区等。华东地区依托巨大的换热器市场,以及先进的技术积累,在轻工食品领域以及石油化工领域占据了重要的地位,并吸引力大量外资进入。东北地区,尤其是吉林省四平市地区,因集中供热、钢铁和电力等行业的需求,已发展成规模较大的换热器产业基地。西北地区则以甘肃省兰州市为中心,面向石油、核电等领域重点发展。

    1.3.      中国换热器市场未来主要发展趋势分析

    在中国换热器市场上,管式换热器仍占主导地位,但各种板式换热器的竞争力在不断上升。随着中国各行业产业升级的不断推进,以及不同区域民生需求的提升,换热器行业也将迎来快速发展。

    1.3.1.  节能减排政策推动行业快速发展

    当前,我国经济发展迈向了新阶段,如何发展绿色、循环经济,推动产业节能减排,成为摆在全社会面前的关键问题。

    2016年,国务院发布《“十三五”节能减排综合工作方案》,强调要牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,落实节约资源和保护环境基本国策,不断提高能源利用效率和改善生态环境质量。十三五期间,国家发改委、生态环境部、国家能源局等各部门相继出台各项节能减排政策或措施,对各行业节能减排要求做了详细规定。

    换热器作为应用范围十分广泛的产品,其产品性能与能源利用效率密切相关。在节能减排政策推动下,市场对换热器产品在节能减排方面将有更多要求,换热器行业的技术和市场空间将进一步扩大。

    1.3.2.  技术发展不断加快

    因应下游行业需求以及国家环保法规要求,换热器行业在产品与技术方面逐渐向大型化、高效化、节能化等方向发展,技术进步也不断推升产品更迭。

    石油化工、核电等作为换热器的主要应用领域,设备规模较大,换热器也趋于大型化,对低温差、低压力损失的要求越来越高。换热器产品在大型化的同时,将更注重换热效率的提升,以满足节能减排要求。近年来,管式换热器和板式换热器的最大单台换热面积都在不断刷新。

    2.      中国换热器下游应用领域分析

    2.1.      换热器在传统领域的应用分析

    2.1.1.  石油化工 

    石油化工行业是换热器最主要的应用领域,占据了较大的市场份额。在石油化工的

    生产工艺中,涉及大量加热、冷却或冷凝过程,都需要用到换热器。换热器的性能对石化产品的质量、热量利用率以及系统的运行稳定性与经济性有着重要的作用。近些年来,随着生产工艺的不断改进,板式换热器在石油化工领域的应用愈加广泛,包括天然气液化与分离、重油催化裂化、钻井平台海水冷却等。

    2.1.2.  集中供暖

    集中供暖是将由集中热源所产生的蒸汽或者热水,通过管网输送到需求区域。2021年10月,住房和城乡建设部发布《2020年城市建设统计年鉴》,截至2020年底全国集中供热面积达约122.66亿平方米,较2019年增长约7.8亿平方米,增长率约6.8%。在北方供暖市场继续保持增长的情况下,部分南方省市也开始试点集中供暖,我国集中供暖市场具有巨大的上升空间。作为集中供暖中的核心设备,换热器行业无疑会得到极大的发展。而板式换热器因其体积和换热效率优势,也将成为优先发展方向。

    2.2.      换热器在新兴领域的应用分析

    2.2.1.  电子工艺水

    电子工艺水指在电子设备生产加工以及其生产加工工艺过程中使用的水。在芯片、晶圆、微电子、半导体、光纤、锂电池、感光材料、液晶屏等行业的加工过程中,由于这类精密仪器对温度影响明显,对电子工艺水加热与冷却的敏感度要求高,热交换难度大。同时在生产加工过程中,工厂对电子工艺水的纯度要求高,加热与冷却过程中不能影响工艺水的纯度。

    2.2.2.  IDC行业

    IDC指的是互联网数据中心,其中的主机房包含网络交换机、服务器群、储存器等一系列的电子设备。在机房的运行中会产生大量的热,高温会影响机房的正常运行,部分精密部件可能因为温度过高而烧毁。因此在机房中通常会安装冷却设备,确保设备的安全性,降低能耗。

    IDC是中国新型基础设施建设重点之一,受到了国家及地方政府在政策上的大力扶持。近年来,我国IDC机架规模稳步增长,按照标准机架2.5kW统计,截止到2021年年底,我国在用IDC机架规模达到520万架,近五年年均复合增速超过30%。其中,大型以上IDC机架规模增长更为迅速,按照标准机架2.5kW统计,机架规模420万架,占比达到80%。

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