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。
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。
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。
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。
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。
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。