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工业窑炉市场现状及未来发展趋势分析

发布:2023-12-01 点击:377


  


  一、工业窑炉概述


  工业窑炉,指利用耐火材料制成的设备窑炉。按照热工制度不同,工业窑炉一般分为连续式窑炉和周期式窑炉两种。工业窑炉具有燃料来源广、加热质量好、生产成本低等优势,在玻璃、陶瓷、金属加工、化工等领域获得广泛应用。


  工业窑炉按热工制度又可分为两类:一类是间断式窑炉又称周期式窑炉,其特点是窑炉之间断生产,在每一加热周期内窑炉温是变化的,如室式窑炉、台车式窑炉、井式窑炉等;第二类是连续式窑炉,其特点是窑炉子连续生产,窑炉膛内划分温度区段。在加热过程中每一区段的温度是不变的,工件由低温的预热区逐步进入高温的加热区,如连续式加热窑炉和热处理窑炉、环形窑炉、步进式窑炉、振底式窑炉等。


  目前,利用工业窑炉装备水平、污染治理水平参差不齐,煤炭消耗量大,是工业领域大气污染的主要排放源之一。实施工业窑炉升级改造和深度治理是改善空气质量、推动制造业高质量发展的重要措施。


  工业窑炉及配套设备行业的技术水平对于提高工件质量及提升整体工程机械制造水平至关重要,节能环保要求趋严也对工业窑炉及配套设备行业提出了更高的要求。


  二、工业窑炉行业产业链


  工业窑炉的上游行业主要是原材料及零配件,包括钢制品、耐火材料、机电配件、控制组件等。目前,我国工业窑炉的上游行业主要为充分竞争行业基本上已发展成熟,能够满足工业窑炉原材料及零配件需求。下游应用行业包括锂电池正极材料、电子陶瓷材料、磁性材料、机械基础件、汽车零部件、航空航天零部件等行业。


  国家发改委、生态环境部等十部门联合印发了《“十四五”全国清洁生产推行方案》,明确了对燃料原材料进行清洁替代的举措。在加大清洁能源推广应用,提高工业领域非化石能源利用比重的同时。对以煤炭、石油焦、重油、渣油、兰炭等为燃料的工业炉窑、自备燃煤电厂及燃煤锅炉,推进清洁低碳能源、工业余热等方式替代。


  三、工业窑炉行业市场发展现状


  近年来,我国工业窑炉行业需求量总体稳定增长,更新置换与产能置换需求成为行业最为主要的需求,特种玻璃等领域的高端窑炉成为行业市场最为主要的增量,具有较高的技术附加值。据相关部门统计,2020年我国工业窑炉需求量达到了2.22万台(套),行业市场规模增长至552.36亿元,行业市场规模增长相对较快,主要是由于中高端产品需求增加,市场均价上升影响,2021年我国工业窑炉市场规模达581.6亿元,同比增长3.6%。


  2017-2021年,我国工业窑炉市场规模自108亿元增长至184亿元,五年CAGR为14.25%。预计2021-2025年,中国工业窑炉市场规模以17.44%的年复合增速保持稳定增长,从184亿元增长至350亿元,预计2025年达到350亿元,同比增长15.13%。


  受疫情影响经济增长,工业窑炉行业上游原材料价格上涨,但产品价格却因订单减少而有所下降,行业面临生产成本增加而市场萎靡的严峻挑战。


  随着我国经济逐渐恢复,预计也将逐渐提升工业窑炉行业景气度。工业窑炉节能改造的内容很多,主要有热源改造、燃烧系统改造、窑炉结构改造、窑炉保温改造、烟气余热回收利用以及控制系统节能改造等项。


  耐火材料为制造工业窑炉主要原材料。受新冠疫情影响,我国耐火材料生产企业停工停产,导致其产量呈下滑趋势。据中国耐火材料行业协会统计数据显示,2021年我国耐火材料制品产量达2402.7万吨,同比下降3.0%。在原材料供应不足以及供给侧结构性改革不断深化等因素推动下,我国工业窑炉产量呈缓慢增长趋势。2021年我国工业窑炉产量达2.3万台/万套,同比增长1.7%。


  业界人士表示,工业窑炉应用领域广泛,随着市场需求逐渐释放,我国工业窑炉产量将不断提升。受益于经济快速发展以及技术创新,我国工业窑炉行业发展空间进一步扩大。在环保监管趋严背景下,水泥回转窑逐渐在处置城市生活垃圾技术中获得广泛应用,成为工业窑炉市场主流产品。伴随工业化进程不断加快,工业炉窑行业将获得广阔发展前景。


  四、工业窑炉行业未来发展趋势


  工业窑炉属于高污染高能耗行业,近年来国家发布了许多政策将其纳入监管,并鼓励企业升级改造。2019年,针对行业的《工业炉窑大气污染综合治理方案》就明确了工业窑炉大气污染综合治理的目标,加大了对工业窑炉的监管范围,强调“强化全过程环保管理,全面加强有组织和无组织排放管控”,同时提出了减免环境保护税、实施差别化电价政策、税收优惠等激励政策。上海、河北、天津、浙江等地也都陆续发布了相关政策、标准。


  五、窑炉技术发展趋势与展望


  (一)高温高效


  1.窑炉设计更加精细化,能够在更高的温度下工作,提高生产效率和产品质量。预计到2023年,电子陶瓷窑炉平均工作温度将达到1600℃以上,通过技术创新降低工作温度对节能降耗是优化的重点。


  2.新型节能材料的应用将进一步推进窑炉的高温高效化。例如,采用高效发热材料可以让窑炉达到更高的工作温度,同时减少能源消耗。预计到2023年,窑炉的能效指标将比现在提高30%以上,平均每吨产品节约能源消耗降低5%左右。


  (二)先进材料


  预计到2023年,热处理陶瓷窑炉市场将达到48亿美元。


  预计到2023年,医疗陶瓷窑炉市场将达到21亿美元。


  1.金属表面处理窑炉


  预计到2023年,金属表面处理窑炉市场将达到56亿美元。


  2.金属加热处理窑炉


  预计到2023年,金属加热处理窑炉市场将达到72亿美元。


  (三)窑炉功能高度集成、模块化设计、窑炉功能自动化


  1.AI技术在窑炉自动化中的应用:随着人工智能技术的快速发展,将其应用于窑炉的自动化控制中,可以实现更加智能化的生产过程,提高生产效率和产品质量。具体可以探讨如何利用AI技术实现窑炉的自主控制、预测性维护、智能化调节等功能。


  2.窑炉数据化管理:在实现窑炉的自动化控制的同时,也需要做好窑炉数据化管理工作,确保窑炉运行数据的准确、完整、可靠。可以讨论如何采集和处理窑炉的各种数据,包括生产参数、传感器数据等,构建一个完整的数据管理平台,为窑炉生产的优化管理提供数据支持。


  (四)实时监测、大数据分析、数据实时更新


  智能化技术成为窑炉行业的发展趋势之一,2023年,窑炉智能化程度将得到进一步提升。窑炉将通过实时数据采集系统,将温度、压力等关键参数实时反馈至用户终端,借助人工智能算法对数据进行精准分析,实现自动化控制。


  随着环保政策的不断加强,窑炉绿色化、环保化已经成为发展趋势。2023年,窑炉将采用更加环保的燃料,例如液化气、天然气、生物质等,降低碳排放量。同时,窑炉排放数据实时更新到云端,能够对窑炉的排放情况进行监测和管理,确保窑炉的排放达到国家环保标准。智能化技术不仅仅用于窑炉的控制,还可以用于窑炉的维护,实现窑炉的智能巡检、故障诊断等功能。通过实时数据采集和传输,窑炉的异常情况可被及时查看,保障生产运行的正常和安全。预测性维护可以更好地降低窑炉的维护成本,并能够延长窑炉的使用寿命。


  以上三个方面,是2023年窑炉数据实时更新发展的主要内容,它们有助于提高窑炉的生产效率、降低能源消耗、保障生产运行,为窑炉的未来发展提供了有力支持。


  (五)报警系统预警


  1.报警系统的技术水平:到2023年,预计窑炉报警系统的智能化程度将进一步提高。例如,目前很多窑炉报警系统仅能基于设定的预警阈值发出警报,而未来的系统有望通过机器学习和大数据分析,发现更为细微的异常情况,从而提前预防窑炉事故的发生。据行业数据显示,预计到2023年,窑炉智能报警系统的市场规模将达到XX亿元。


  2.报警系统的覆盖范围:随着窑炉的规模不断扩大,报警系统的覆盖范围也需要随之扩展。到2023年,预计窑炉报警系统的覆盖范围将从传统的温度、压力等参数扩展至包括流量、浓度、湿度等更为细致的监测指标。据行业调查显示,目前国内约XX%的窑炉未安装流量监测装置,而这正是导致部分窑炉事故的原因之一。


  3.报警响应的及时性:在窑炉事故的预防中,报警系统的及时响应至关重要。到2023年,预计窑炉报警系统的响应时间将进一步缩短。例如,某公司的窑炉报警系统在检测到异常情况时,将通过微信、短信等方式迅速通知设备操作人员,并启动自动控制系统,以保证在事故发生前将异常情况控制在最小范围内。据该公司统计,一年内因报警系统故障导致的事故数量减少了30%以上。


  (六)多层安全防护


  2023年窑炉的,需要从以下几个方面加强:


  智能化监测:采用传感器和网络技术对窑炉运行状态进行实时监测,发现异常情况及时预警。


  预防性维护:通过数据分析和机器学习,预测窑炉故障,提前进行定期检修和维护。


  安全演练:定期进行窑炉安全演练,提高员工应对突发情况的能力和应急处置水平。


  硬件安全:采用防火、防爆、防震等多重安全设备,确保窑炉运行期间不会出现安全问题。


  软件安全:对窑炉控制系统进行强化加密和安全防护,保护系统不受网络攻击和恶意软件的威胁。


  人员安全:制定科学的作业安全规范,培训并督促员工严格遵守安全操作规程,降低人为操作引起的安全风险。


  安全监管:加强对窑炉运行的监管力度,确保其符合国家安全标准和行业规范。


  数据监控:通过云平台技术,对窑炉运行数据进行实时监控和分析,及时发现问题并及时采取措施。


  定期检验:制定窑炉定期检验周期和检验项目,对窑炉运行情况进行全面检测,确保其安全稳定运行。


  (七)窑炉结构轻量化、维护管理易操作、增加节能措施


  1.采用高效节能燃料,比如生物质能和天然气,可节约能源50%以上。


  2.应用新的供氧技术和循环燃烧、余热回收技术,可提高能源利用效率达20%以上。


  3.应用低导热全纤维制品隔热保温,减少热损,可提高热效率15%以上,可提高炉温均匀性<±3℃,可提高产品正品率达95%以上。


  (八)窑炉结构优化


  1.高效换热器的应用:通过使用高效换热器,减少窑炉排放的废气温度,提高热能利用效率,从而减少燃料消耗,降低生产成本。据数据统计,使用高效换热器后,能够将废气排放温度由原来的300℃降至100℃左右,燃烧效率提高3%-5%,燃料节约量达10%-15%。


  2.智能化控制系统的引入:采用智能化控制系统,可精确控制窑炉温度、压力、风量等参数,实现窑炉运行的全自动化,提高生产效率和产品质量。据数据显示,通过智能化控制系统的优化,生产效率可提升20%左右,产品合格率可达98%以上。


  工业化、城镇化进程加快和消费结构升级,我国能源需求呈刚性增长。我国工业炉窑普遍存在高能耗、高污染的问题,最新工业炉窑设计、改造及节能环保治理新工艺技术的推广势在必行。行业将向节能、环保、高效率、低排放、高产能、高质量、易操作的专新特精智能型工业窑炉发展。


  未来,节能减排和智能化升级改造的市场需求将会促使工业窑炉的市场规模进一步加大。


  工业窑炉行业主要分析了工业窑炉行业的国内外发展概况、行业的发展环境、市场分析(市场规模、市场结构、市场特点等)、生产分析(生产总量、供需平衡等)、竞争分析(行业集中度、竞争格局、竞争组群、竞争因素等)、产品价格分析、用户分析、替代品和互补品分析、行业主导驱动因素、行业渠道分析、行业赢利能力、行业成长性、行业偿债能力、行业营运能力、工业窑炉行业重点企业分析、子行业分析、区域市场分析、行业风险分析、行业发展前景预测及相关的经营、投资建议等。报告研究框架全面、严谨,分析内容客观、公正、系统,真实准确地反映了我国工业窑炉行业的市场发展现状和未来发展趋势。