①MVR設備發(fā)展概述
MVR(機械式蒸汽再壓縮)設備是一種新型高效節(jié)能蒸發(fā)設備,采用低溫與低壓蒸汽和電能作為清潔能源,產生高溫蒸汽,將媒介中的水分分離出來,是替代傳統蒸發(fā)器的升級換代產品。MVR 技術作為目前國際上較為先進的蒸發(fā)技術,被廣泛地應用于化工、輕工、食品、制藥、海水淡化以及污水處理等領域。
21世紀以來,在發(fā)展起步較早的地區(qū),MVR 技術已經應用的相當成熟,應用范圍也越來越廣,例如美國的 GE 及 Aqua-Pure 公司、德國 GEA 公司、以色列 IDE公司、德國 MANDiesel&Turbo 公司等,已經擁有豐富的 MVR 系統設計裝配經驗,對系統中核心設備的制造技術也比較擅長,其產品在世界范圍內的食品藥品行業(yè)、化工行業(yè)以及制鹽行業(yè)等都得到了普遍應用,同時以伊朗為代表的部分中東國家則將 MVR 技術成功運用到了海水淡化上,MVR 技術已經在國外的水處理領域占據了一席之地。
我國針對 MVR 技術的相關研究起步較晚。隨著國民經濟的快速發(fā)展和環(huán)保節(jié)能要求的日益突出,MVR的使用和推廣也逐漸成為相關行業(yè)的潮流。
MVR 設備自 2008 年左右進入國內市場。其中,2008-2013 年為 MVR 行業(yè)基礎期,國內較早一批用戶以觀望的態(tài)度引進了 MVR 技術與設備。2013-2018年,是 MVR 行業(yè)的黃金發(fā)展期,行業(yè)爆發(fā)式增長,大量企業(yè)涌入 MVR 行業(yè)。
近幾年來,由于環(huán)保政策趨嚴,尤其是“碳達峰、碳中和”目標的提出,MVR蒸發(fā)設備因其顯著的節(jié)能性得到大量的推廣,不斷拓展應用領域,國內也因勢成長了一批 MVR 系統廠商,目前已成長為擁有百億級規(guī)模的市場。可以預測,隨著中國政府對節(jié)能減排政策的深入貫徹和企業(yè)面對越發(fā)激烈的市場競爭環(huán)境,將有更多的制造企業(yè)采用 MVR蒸發(fā)技術來替代傳統蒸發(fā)技術。
隨著 MVR 設備近年來在下游領域的大量應用,接下來 MVR 行業(yè)將進入沉淀期。行業(yè)會出現洗牌,技術與專注度不夠的企業(yè)將面臨出局,擁有核心技術并能提供及時、完善的售后服務的企業(yè)將脫穎而出,占領更多的市場份額,并引領 MVR 行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。
作為 MVR 系統中最關鍵的核心設備,蒸汽壓縮機精密昂貴。過去,因國內 MVR 企業(yè)還不能完全自行設計及制造壓縮機,MVR 壓縮機主要依賴進口,造價較高,這也成為阻礙我國 MVR 行業(yè)快速發(fā)展的瓶頸之一。近年來隨著國內企業(yè)技術的提高,MVR 壓縮機國產化取得進展,我國 MVR 壓縮機行業(yè)發(fā)展將從初創(chuàng)期走向成長期,市場前景廣闊。
機械蒸汽再壓縮(MVR)
機械式蒸汽再壓縮(MVR)技術是利用電機驅動蒸汽壓縮機工作,不需要消耗新的蒸汽,在干燥、蒸餾等過程中節(jié)能效果非常明顯。用于 MVR 系統中的蒸汽壓縮機類型主要有離心式和羅茨式蒸汽壓縮機兩種。
羅茨式蒸汽壓縮機容積流量小、噪聲大、密封要求高、調節(jié)困難。調節(jié)過程中系統不穩(wěn)定,隨著壓比的增大系統效率顯著降低。因此,羅茨式壓縮機主要適用于流量穩(wěn)定、升壓比大的小型系統。而離心式蒸汽壓縮機雖然單級壓比小,但容積流量大、振動小,能適用于大噸位的液體蒸發(fā),在 MVR 系統中應用廣泛。
在離心式壓縮機中,最關鍵的部件為葉輪。壓縮機工作時,低壓蒸汽被吸入離心式壓縮機后,在高速旋轉的離心機葉片間獲得較大的動能離開葉片通道后,在離心力的作用下被甩入擴壓器中,在擴壓器內蒸汽的動能轉換為壓力勢能。氣體被甩到后面的擴壓器中后,在葉輪吸入口處形成負壓,環(huán)境氣體被持續(xù)吸入葉輪。因蒸汽在壓縮機葉輪的通道中流速很高,且葉片對工質中的霧粒敏感,因此葉片材質不但要有一定的剛度和強度,還要耐磨。在遠離設計工況時,離心壓縮機還會出現喘振的現象,因此,葉輪的設計至關重要,壁壘很高。
目前,國內大部分工業(yè)企業(yè)采用的仍是多效蒸發(fā)器。比較成熟的多效蒸發(fā)技術一般是做到四效,四效后蒸發(fā)的邊際效果就顯著下降。相比較而言,MVR蒸發(fā)技術由于使用清潔能源,且節(jié)能效果非常顯著,是傳統的多效蒸發(fā)技術非常好的替代。雖然,目前蒸發(fā)器市場的產品結構依然是以傳統多效蒸發(fā)器為主和部分 MVR 蒸發(fā)器為輔,但隨著市場對 MVR 蒸發(fā)器的認識和了解日益提高,以及產品替代導致的節(jié)能設備及能耗價格下降,MVR 蒸發(fā)器逐漸取代傳統的多效蒸發(fā)器將成為市場發(fā)展的必然趨勢。
(2)市場需求狀況及未來發(fā)展空間
①MVR行業(yè)市場需求概況
MVR 技術是目前國際上較為先進的蒸發(fā)結晶技術,以其使用清潔能源、環(huán)保無二次污染等特點而被廣泛地應用于化工、新能源、食品、制藥、海水淡化以及污水處理等領域。
據中研研究院《2020-2025 年中國蒸汽機器人行業(yè)深度調研及投資前景預測研究報告》,從需求分布區(qū)域來看,MVR 蒸汽機械的需求主要來自華東地區(qū),其需求占整體需求總量的一半左右,華南地區(qū)的需求約占整體需求的 20%左右。從需求領域來看,石化行業(yè)是我國 MVR 的主要應用領域,占比達 27%左右。其次是醫(yī)藥行業(yè),占比為 22%。
中國作為“世界工廠”,是能源能耗大國。中國每萬元 GDP 的能耗是國外發(fā)達國家的 2.4 倍。隨著“碳達峰、碳中和”目標的提出,在節(jié)能減排日益突出的今天,國內市場為清潔能源的產品發(fā)展提供了廣闊的市場空間。中國目前約有 10 億噸傳統蒸發(fā)設備亟待改善,如果都用 MVR 節(jié)能蒸發(fā)設備替換,一年可以為國家節(jié)約 1億噸標準煤,減排 2.7億噸二氧化碳。因此,在促進傳統高耗能制造業(yè)轉型升級的過程中,MVR 將會迎來大量的系統改造需求。另外,隨著綠色制造標準不斷提升,MVR 蒸發(fā)系統亦被視作眾多企業(yè)的“標準配置”,MVR蒸發(fā)系統將迎來新一輪市場擴容潮。
根據智研咨詢的統計,預計 2020 年我國 MVR 蒸汽機械市場規(guī)模為 177.1億元,到 2026 年我國 MVR 蒸汽機械市場規(guī)模將增長至 341.7 億元,年復合增長率 12%。
②MVR系統在下游行業(yè)的應用簡介
由于 MVR 系統具備顯著的節(jié)能優(yōu)勢,廣泛應用于各類工業(yè)領域中的蒸發(fā)、結晶、濃縮等工藝環(huán)節(jié),應用的行業(yè)主要包括制藥、食品、化工、環(huán)保、新能源等。
(3)MVR 行業(yè)未來發(fā)展趨勢
隨著國家大力提倡工業(yè)生產節(jié)能減排、工業(yè)廢水循環(huán)利用,蒸發(fā)濃縮分離設備在工業(yè)生產流程中的應用亦逐步增多,涵蓋行業(yè)也更加廣泛。當下 MVR行業(yè)發(fā)展趨勢包括:
①具備核心技術且售后服務及時高效的企業(yè)受到青睞
蒸汽壓縮機是 MVR 系統的核心設備,其運行效率直接影響 MVR 系統的節(jié)能效果。目前諸多進入 MVR 行業(yè)的廠商存在技術專注度與項目經驗缺乏的問題,核心設備蒸汽壓縮機以外購為主。由于不掌握核心設備的運行機理,一旦壓縮機在運行中出現問題,該類廠商將無法提供及時、高效的售后服務,從而影響 MVR 系統的正常運行,進而影響下游客戶的生產經營。因此,市場將會更青睞擁有核心技術研發(fā)能力,能夠提供及時、高效售后服務的 MVR 系統供應商。
②對系統化、定制化、專業(yè)化解決方案的能力要求不斷提高
MVR 制造安裝涉及化工工藝、機械設計、自動控制、機械加工、安裝調試等諸多專業(yè)技術領域,屬于相對復雜的定制化集成工程項目。面對復雜和多樣的工業(yè)需求,若廠商的技術儲備和設計經驗不足,容易導致 MVR 系統在實際運行中難以保持性能穩(wěn)定,影響客戶的生產效率。因此,設計和工程經驗豐富,能夠根據不同客戶的特定需求設計制造出定制化產品,并能提供系統化、專業(yè)化的整體解決方案的企業(yè),將贏得更多客戶的信任,并更容易獲得競爭優(yōu)勢。
③低能耗、低排放的要求越來越高
MVR 系統所涉及的下游制藥、食品、環(huán)保、新能源等行業(yè)連續(xù)多年保持增長態(tài)勢,產業(yè)規(guī)模不斷擴大,但增長方式依然較為粗放,存在著高投入、高耗能、低效率等諸多矛盾,資源綜合利用率不高,資源和環(huán)境問題制約著行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。要突破這一瓶頸,就必須轉變生產方式,革新生產工藝,升級生產裝備,建立節(jié)能高效、環(huán)境友好的現代化生產方式。為適應下游行業(yè)對低能耗、低排放的新生產方式要求,MVR 系統未來亦將在能耗、排放等方面設定更高的標準。
(4)行業(yè)上下游
MVR 系統行業(yè)的上游行業(yè)主要為鋼鐵、鈦材、電機、電子元器件等行業(yè);其下游行業(yè)主要為醫(yī)藥、化工、環(huán)保、食品、鋰電新能源等行業(yè)。在上游行業(yè)中,外購換熱器等主要部件、鋼材、五金配件等產品的技術成熟、市場供應充足,選擇面較廣,容易替代。因此 MVR 系統行業(yè)的發(fā)展受上游材料及硬件供應商的影響較小。
在下游行業(yè)中,MVR 系統主要負責客戶生產加工過程的某些工藝或環(huán)節(jié)。因此,MVR 行業(yè)發(fā)展受到下游行業(yè)投資規(guī)模和速度的影響較大。鑒于國家持續(xù)推進節(jié)能減排并制定了相關政策,未來 MVR 系統將運用于更多行業(yè)和領域,MVR行業(yè)面臨良好的發(fā)展契機。
(5)行業(yè)的周期性特征
MVR 行業(yè)不存在明顯的周期性。由于下游企業(yè)通常在建筑工程完工后才要求裝備制造商發(fā)貨、調試、現場驗收,受華北、東北、西北地區(qū)冬季施工限制及春節(jié)假期因素影響,通常 MVR 制造企業(yè)下半年的發(fā)貨量會高于上半年,行業(yè)存在一定的季節(jié)性特征。另外,MVR 系統單套價值較高,調試和安裝周期較長,在安裝完成后,需待前端滿足工況后才能確定 MVR 系統是否符合運行要求。
譬如應用于環(huán)保方面,MVR 運行就受制于前端廢水的產出量影響。因此,設備驗收周期存在不確定性,導致確認收入金額在月度之間波動較大,不具有均勻的規(guī)律性。
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