深冷装备产业策划方案

深冷装备产业策划方案

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。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。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。天然气液化（LNG）装备为保障国家能源安全，满足城市燃气互联互通的要求，受国家能源局委托，以300万吨/年液化天然气接收站配套设备设计制造要求为依据，中国通用机械工业协会和中石油昆仑能源共同组织开展LNG关键设备国产化攻关。关键设备国产化工作涉及各类高、低压潜液泵，装卸料臂、低温BOG压缩机、ORV开架式汽化器、各类大口径、高压低温阀门等，均取得了显著成效。泵行业企业攻克了LNG各类低温泵的关键技术，研制的中小型LNG潜液泵、LNG罐内泵、小型液力透平、LNG多级泵、LNG船用泵在LNG液化厂、接收站、调峰站等装置成功应用。在国产化示范项目、我国首座百万吨级国产化液化天然气工厂—湖北黄岗500万方/天LNG项目中，丙烯、乙烯、甲烷三大冷剂压缩机均为国内制造，项目的成功投运，对于拓展国外天然气液化市场具有重要意义。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。为研发56Class900大口径高压全焊接球阀设计建成全工况压力试验台架；为推动低温泵国产化进程投资建设了低温试验台；建设了国内最先进的全工况（热态、冷态、联机）1250MW大型调速给水泵组试验站；建成国内企业中规模最大的3D高速成像粒子检测分析（PIV）实验室，通过流场数据采集和分析，优化流体机械结构，提高产品研发效率和设备的安全可靠性，提升了泵阀产品研发的能级水平。行业企业投资建设的透平工程中心实验室成为目前国内西南地区少数已建成的大型高端装备平衡试验公共服务平台。行业多家企业的技术中心、实验室获得国家CNAS认可证书。标志着企业建立了符合国际标准的质量管理体系，进一步提高了企业在国内外市场的竞争实力。（四）节能技术装备得到快速发展面对越来越严峻的世界能源形势，国家出台各项节能环保产业政策引领市场发展。通用机械行业企业为发展节能技术和产品做出了诸多的努力，针对各系统运行中的耗能大户如泵、风机、压缩机等产品，投入大量资源开展节能技术研究，在降低能耗、提升产品及系统节能水平方面取得了突出成效。十三五期间，通用机械行业有多项技术和产品列入工信部《节能机电设备（产品）推荐目录》和《能效之星产品目录》。其中：有28项技术列入《工业节能技术推荐目录》；有370个型号的产品列入《节能机电设备（产品）推荐目录》，包括56个型号风机、72个型号泵、240个型号压缩机、2个型号干燥设备；有96个型号的产品列入《能效之星产品目录》，包括19个型号风机、33个型号泵、53个型号压缩机。从2012-2020年，通用机械行业共有28项技术列入《工业节能技术推荐目录》，640个型号的产品列入《节能机电设备（产品）推荐目录》，122个型号的产品列入《能效之星产品目录》。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。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。空分设备行业主要壁垒（一）空分设备行业技术壁垒深冷装备行业跨越化学工程、精馏、制冷、化工设备、结构力学、流体力学、系统控制等多个学科，属于技术密集型行业。在产品设计方面，深冷装备属于定制化的非标产品，须针对客户不同的技术要求和使用地的自然环境条件进行个性化设计，并通过计算机模拟等方法确定产品的最终设计方案，设计要求较高；在产品制造技术方面，深冷技术设备须在低温、承压条件下可靠运行，产品在制造过程中工艺要求较高，必须具备相应的加工技术、加工设备和熟练的技术工人。因此，深冷装备行业具有较高的技术壁垒。（二）空分设备行业业绩和品牌壁垒深冷装备属于下游行业企业的核心公用工程设备，这类企业均为连续、复杂、多样化等的生产流程，深冷装备的稳定性、安全性对保障整体装置的运行十分重要。行业内主要用户多为国内外大中型企业，对于产品的质量和性能要求高，将供应商的历史业绩和市场品牌认可度作为重要的考核指标。因此，深冷装备行业具有较高的品牌认可度和业绩壁垒。（三）空分设备行业资质壁垒深冷装备的生产制造需要大量使用压力容器，压力容器属特种设备，为国家强制许可证管理，产品的生产须取得相关主管部门的许可并取得相应的许可证，包括特种设备设计许可证、特种设备制造许可证、特种设备安装改造维修许可证及安全生产许可证等。因此，深冷装备行业具有较高的资质壁垒。（四）空分设备行业资金壁垒深冷装备的销售单价高，生产周期长，部分配套件的单个采购价格高，生产过程中需要投入的营运资金较大。同时，深冷装备的生产需配置大型的生产以及检测设备，前期基础设施建设的投资金额较大。因此，深冷装备行业具有较高的资金壁垒。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