工业汽轮机以高温高压蒸汽作为工作介质,通过汽轮机的运转将热能转换为机械能来驱动各类工业设备。工业汽轮机按其驱动对象不同,可分为工业驱动汽轮机和工业发电汽轮机两大类。
汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置,高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上,使装有叶片排的转子旋转,同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备,也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。
世界上生产冲动式汽轮机的企业有:美国通用公司(GE)、英国通用公司(GEC)、日本的东芝(TOSHIBA)和日立、俄罗斯的列宁格勒金属工厂等。制造反动式汽轮机的有美国西屋公司(WH)、日本三菱、英国帕森斯公司、法国电器机械公司(CMR)德国(SIEMENS)。等,冲动式汽轮机为隔板型,如国产的300MW高中压合缸汽轮机;反动式汽轮机为转鼓型(或筒型),如上海汽轮机厂引进的300MW、600MW汽轮机。
工业汽轮机以高温高压蒸汽作为工作介质,通过汽轮机的运转将热能转换为机械能来驱动各类工业设备。工业汽轮机按其驱动对象不同,可分为工业驱动汽轮机和工业发电汽轮机两大类。工业驱动汽轮机主要用于驱动压缩机、鼓风机、泵、压榨机等旋转机械,主要应用于炼油、化工、化肥、建材、冶金、电力、轻工、环保等工业领域,是各类大型工业装置中的关键动力装备。工业发电汽轮机主要用于驱动发电机并同时提供热能,主要应用于各工业部门的企业自备电站、区域性热电联产工程、工业过程余热回收发电、城市垃圾电站以及燃气蒸汽联合循环电站。
由于冶金技术的不断发展,使得汽轮机结构也有了很大改进。大机组普遍采用了高中压合缸的双层结构,高中压转子采用一根转子结构,高、中、低压转子全部采用整锻结构,轴承较多地采用了可倾瓦结构。各国都在进行大容量、高参数机组的开发和设计,如俄罗斯正在开发的2000MW汽轮机。日本正在开发一种新的合金材料,将使高中、低压转子一体化成为可能。
与往复式蒸汽机相比,汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的,单位面积中能通过的流量大,因而能发出较大的功率。大功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度,故热效率较高。19世纪以来,汽轮机的发展就是在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上,增大单机功率和提高装置的热经济性。
目前,工业汽轮机产品主要应用于化工、石化和冶金领域,工业汽轮机是化工等行业的核心动力设备,2020年由于疫情的影响,工业汽轮机行业的市场规模所有下降,随着我国实施"疫情防控常态化"战略,全国有序恢复生产,2021年我国工业汽轮机市场规模达到116亿元,同比增长14.16%。中国工业汽轮机行业具有"发展快、容量大、多层次、易进入"四大特征。因此,可以使工业汽轮机行业合资企业与中资自主品牌企业充分发挥各自的比较优势,合理分配市场,各得其所,各有发展空间。我国有丰富的工业汽轮机行业资源,所以在市场"需求条件"要素上,我国工业汽轮机行业具有明显的国际竞争力的优势。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国汽轮机行业竞争格局分析及发展前景研究报告》显示:
随着国内经济的发展,工业汽轮机市场发展面临巨大机遇和挑战。在市场竞争方面,工业汽轮机企业数量越来越多,市场正面临着供给与需求的不对称,工业汽轮机行业有进一步洗牌的强烈要求,但是在一些工业汽轮机细分市场仍有较大的发展空间,信息化技术将成为核心竞争力。随着科学技术发展进步,工业汽轮机也得到进一步完善。但实际运行中受到一些因素影响容易出现故障问题,这就需要采取措施提高汽轮机运行质量,同时随着我国工业基础技术的不断发展以及国家对高端制造设备技术的支付,将会有利于工业汽轮机的技术水平的提高。
如今,我国汽轮机产量大幅度增加,行业规模逐渐成型并不断扩大,行业整体设备水平已经基本接近国外先进水平。具体来说,我国汽轮机行业年产能达到8000MW以上。而且我国汽轮机的市场出口量逐步上升,很多大型汽轮机企业在兼顾国内市场的同时大力开拓国际市场,从而扩大国际市场的份额。
我国国产汽轮机机组占到全国汽轮机机组总容量的70%,我国基本结束了汽轮机组靠国外进口的时代。据统计,2021年我国汽轮机进口量为116台,产品为输出功率≤40兆瓦的汽轮机,出口量为132台,产品为40兆瓦<输出功率≤100兆瓦的汽轮机、100兆瓦<输出功率≤350兆瓦的汽轮机与输出功率≤40兆瓦的汽轮机。
进出口金额方面,据统计,2021年我国进口汽轮机金额为1.63亿美元,同比下降83.41%,出口金额为15.39亿美元,同比增长49.46%。从我国汽轮机进口来源地进口量来看,据统计,2021年我国从日本进口汽轮机83台,输出功率≤40兆瓦,其次分别从美国、法国、德国、意大利与捷克分别进口15、10、5、2与1台输出功率≤40兆瓦的汽轮机。从我国汽轮机出口目的地出口量来看,2021年我国共出口到孟加拉国汽轮机37台(其中100兆瓦<输出功率≤350兆瓦的汽轮机31台,输出功率≤40兆瓦的汽轮机6台),位居第一,其次出口前往印度尼西亚、土耳其地区、越南、巴基斯坦等地区。
随着能源结构的调整和环保要求的提高,汽轮机市场将呈现以下趋势:为了满足节能减排的要求,汽轮机需要进一步提高能效,降低能耗和排放。这将促使企业加大对高效汽轮机的研发和推广力度。随着人工智能和大数据技术的发展,汽轮机将逐渐实现智能化控制和监测。通过智能化技术的应用,可以提高汽轮机的运行效率和可靠性,降低维护成本。随着应用需求的多样化,汽轮机将逐渐向多元化方向发展。企业需要不断推出不同型号、不同用途的汽轮机,满足市场的多样化需求。
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