在工业领域中,通常把从原料到成品需要经过多道工序(包括物理变化和化学变化)的生产过程称为过程工业,主要包括化工、炼油、冶金、轻工等化工行业以及医药、食品等制造业。在过程工业中,其原料和产品多为均一相(固、液或气体)的物料,而非由零部件组装成的物品。大多数新材料以及新产品的工业生产都需要经过物理反应和化学反应,其中凡是涉及到非连续反应(需要在反应过程中添加不同物料)的生产过程,均会用到搅拌设备。
搅拌设备与搅拌容器共同组成一个完整的操作单元,既可以实现简单的混合、存储等功能,也可以完成甚至促进复杂的化学反应过程。搅拌设备作为过程工业中的核心反应器或核心装备,直接影响到整个生产线的运行效率以及产品的质量。搅拌设备广泛应用于国民经济各领域,下游行业多元化特征较为明显,受单个下游行业的影响相对较小。
1、全球搅拌设备行业概况
在国际搅拌设备市场上,美国、德国的搅拌设备企业在行业内起步较早,通过几十年的行业深耕,在全球市场占据了重要地位。近几年国际大品牌间的横向收购兼并频频发生,进一步提升了国际知名厂商的市场份额。
①美国搅拌设备行业
美国云集了世界上规模较大、知名度较高的搅拌设备供应商,如 Lightnin、Philladelphia Mixing Solutions 和 Chemineer。其中 Lightnin 在行业内起步较早,长久以来一直致力于搅拌设备服务,针对全球用户专门设计的搅拌设备齿轮驱动器产品,其下游用户经过几十年的发展已形成相对成熟的产业链,其产品正逐渐趋向于大批量、标准化生产。
在现如今国际搅拌设备行业竞争激烈的背景下,Lightnin 和 PhilladelphiaMixing Solutions 已被 SPX FLOW 收购,成为 SPLX FLOW 旗下搅拌设备品牌。通过收购与兼并,以 SPX FLOW 为代表的美国搅拌设备厂商巩固了自身国际知名搅拌设备厂商的地位,通过标准化稳步占领国际市场。
②德国搅拌设备行业
搅拌设备在德国的发展历程起源于 20 世纪初期,专注于开发“搅拌和混合”产品的 EKATO 生产出第一批应用于实验室的搅拌设备,后被用于化工、制药和矿物油的生产加工,搅拌设备在德国逐步兴起。经过多年行业深耕,EKATO 不仅向全球范围内的客户提供搅拌设备,还会同时提供密封及配套系统、小试及中试单元设备、以及特殊用途的过程混合设备等产品,EKATO 的产品正逐步向高技术附加值、下游生产工艺高匹配度、细分行业全覆盖(如化妆品、湿法冶金、烟气脱硫、生物工程等)的方向快速发展。
近年来,由于中国搅拌设备行业飞速发展,国内市场正逐步实现进口产品的国产替代。国际知名搅拌设备厂商(如 EKATO 等)通过在国内新设工厂或代理商的方式进一步压缩成本,凭借技术、资金和品牌等优势,在国内市场竞争中获得了一定的比较优势。
2、我国搅拌设备行业概况
①国内发展阶段概述
搅拌设备在国内的发展大致经历了如下三个阶段:
第一阶段是在 90 年代初期以前,在没有专业从事搅拌设备设计、生产的厂家的背景下,国内使用的搅拌设备基本从国外进口,或由设计院根据已有的资料进行设计,委托从事机械加工的企业进行加工制造。该阶段国内从事搅拌技术研究的机构与人员寥寥无几,且主要集中在高校,更侧重于基础性理论研究。此时,国外的专业搅拌设备企业已逐步发展起来,如美国 Lightnin、德国 EKATO 等,该类企业云集了众多知名的从事搅拌技术研究、搅拌设备开发的专家,并开发了众多目前仍在使用的高效搅拌设备。
第二阶段是从 90 年代初期到约 2000 年,国内逐渐发展起来部分专业从事搅拌设备研究、开发与设计的企业,这些企业主要来源于高等院校、机械加工企业转型、设计院分离转化等。此阶段,大量的国外技术被消化、吸收并经过再创新而转化为自有技术,国内从事搅拌技术研究与设备开发的机构与人员逐步增多,且很多研究侧重于应用方面,从一定程度上促使大量项目开始采用国产化搅拌设备,国内搅拌设备行业经历了快速发展的阶段。但在高端产品与重大项目中,进口设备仍占有绝对优势。
第三阶段是从 2000 年至今,在国家宏观经济高速增长的大背景下,尤其是近期的工业化加速发展阶段,搅拌设备行业的发展面临较好的环境,经历了高速增长。该阶段各种规模的搅拌设备企业纷纷涌现,行业竞争日渐激烈。
②我国搅拌设备行业的发展现状
我国搅拌设备行业的整体竞争格局呈现两极分化的特征,低端产品(设计简单、功率小、加工精度和难度低)市场参与者较多,高端产品(规模大、功率大、加工精度和难度高)市场国内参与者较少。
国内搅拌设备厂商经过多年的技术积累和发展,掌握的中低端搅拌设备技术及产品已日趋成熟,性能达到或接近国外产品水平,在大部分应用领域已能替代进口产品。在低端产品市场,生产厂商数量较多,厂商间以价格竞争为主。
高端搅拌设备市场早年由国际知名厂商(美国 Lightnin、德国 EKATO 等)垄断,近年来,少数国内厂商通过不断的研发投入和重点项目攻关,陆续在高端搅拌设备市场取得突破,与国际知名厂商在部分领域展开了市场竞争,但总体上仍处于相对弱势的地位。高端产品市场主要以研发、技术、服务和品牌竞争为主。
随着环保、安全生产、产业结构调整和升级,以及供给侧改革的不断深化,未来市场将对搅拌设备生产厂商的产品性能、技术附加值、应用场景以及服务提出更加严苛的要求。低端产品市场的竞争将更加激烈,行业集中度有望进一步提升;高端产品市场的核心厂商将在产品研发与设计、生产工艺与技术、产品测试与质量控制、服务水平以及品牌实力等多方面展开综合实力竞争。
3、搅拌设备行业发展趋势
①市场发展趋势
搅拌设备产品具有明显的个性化定制和零部件易损特征,在设备的持续运行过程中存在备件采购、更换易损件、产品升级、维护服务等持续需求。终端用户对设备运行安全性十分重视,具有较高的客户忠诚度。随着增量市场的不断发展,新设备不断向终端用户交付使用,搅拌设备行业的存量终端用户规模不断扩大,未来市场空间将有很大一部分集中到产品零部件的修复、更换等存量市场,成为搅拌设备厂商利润的重要来源。同时增量市场与下游行业固定资产投资情况相关,并会在设备交付运行后转化为存量业务。增量市场是公司收入中的重要组成部分,并一直是公司拓展存量市场的重要方式。
②理论发展趋势
搅拌设备的基础理论涵盖了流体力学、材料学、机械动力学等众多专业学科领域。随着各学科基本理论的进步,搅拌理论正向解决不同应用场景下的高效率、耐用性、节能性等方向发展。搅拌设备理论的不断发展将支撑搅拌设备向大型化、高参数化、节能环保化和高稳定性的趋势发展,以满足不同应用场景下生产设备的搅拌需求。
③技术发展趋势
搅拌设备产品在研发设计、试验检测、加工生产等环节依托计算机、信息、工业自动化、数控加工等领域技术发展。搅拌设备的设计与应用工况密切相关,随着生产工况及产品工艺快速更新迭代,对搅拌设备在高温、高压的耐用性及装置大型化上提出了更高要求,搅拌设备的设计也往高参数方向发展。随着国家政策大力推进智能制造的发展,数字化设计搅拌设备并出具设计图的方式将成为行业主流方向。
以流体力学为例,作为搅拌器设计过程中需要考虑的因素之一,计算模拟技术对于辅助搅拌设备的设计作用日益明显,越来越多的设计方案采用了计算流体力学的分析以提高设计的准确性,避免设计方面出现错误。此外,智能制造技术有助于提高企业设计中心、加工中心、生产线、销售服务系统的信息智能化、网络化集成与共享,是企业实现产品全生命周期的高度柔性化和集成化的技术方向。
④产品发展趋势
随着化工、新能源、生物工程、环保等终端下游行业的不断发展,节能环保标准不断提升,项目建设向大型化不断发展,搅拌设备产品的应用领域不断向更高参数、更复杂工况领域延伸,市场对高端搅拌设备的需求呈现扩大趋势。国内搅拌设备行业经过多年的发展,中低端产品市场已经基本实现国产替代进口,高端产品市场也已步入国产替代进口发展阶段,并在部分大型装置和核心反应器领域逐步开始与国外厂商竞争。未来,随着国内企业在研发和技术创新方面的不断突破,国内高端搅拌设备产品覆盖的市场深度和广度将进一步延伸和拓展,高端搅拌设备产品的国产化和进口替代将持续深化。
4、搅拌设备行业的技术水平及特点
搅拌设备广泛应用于化工、新能源、生物工程、环保、食品饮料、冶金矿业等多个领域,且多在高温、高压、腐蚀等环境下长期运行,涉及介质常为易燃、易爆、剧毒、有害物质,客户对于产品的可靠性、稳定性、安全性及运行有效性要求较高。
我国搅拌设备行业是在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上发展起来的,经过多年积累,目前国内搅拌设备行业从设计到加工制造的技术水平日臻完善和成熟,但与国外相比仍略有差距,大部分的应用过程可以达到国外同类产品水平,只是在特殊生产工艺或引进的专利技术中,其配备的生产工艺包仍会指定进口设备,尚有部分场景还未实现国产化。