缠绕管式换热器行业发展概况及发展趋势
思瀚产业研究院 镇海石化    2025-04-27

1、换热器发展历程

（1）全球发展历程

全球换热器的发展历程大致可以分为三个时期：19 世纪探索时期、20 世纪上半叶初步发展时期、20 世纪下半叶至今的迅速发展时期。在 19 世纪及以前，换热器的设计经验主要来自生产实践，仅由铸铁光管组装而成。19 世纪中期，西门子和考贝尔分别发明用于炼铁和炼钢的蓄热室，成为 19 世纪中后期工业炉的主要换热设备。

19 世纪末，板式换热器开始在德国出现。20 世纪初，快速发展的传热学为换热器提供了重要的理论支撑和设计依据，换热器进入了一个全新的发展时期。管壳式换热器发展尤为迅速，从最早的铸铁管换热器，发展出套管式、绕管式、蛇管式等各种管壳式换热器，结构丰富多样。因为管壳式换热器相较于其他换热器，在单位体积下具有较大的传热面积，传热效果较好，迅速在工业生产中得到广泛应用。

20 世纪下半叶至今，科学技术和工业生产飞速发展，对换热器的流动特性、传热机理等各项理论研究更为深入，新型换热技术不断得到应用，换热器行业进入了纵深发展的新阶段。随着下游行业对各种高效能、紧凑型换热器需求的日益紧迫，缠绕管式换热器的优势愈发凸现，材料工艺的进步及生产技术的提升也为缠绕管式换热器的发展奠定了重要基础。

（2）我国发展历程

我国换热器行业总体起步较晚，发展至今经历了起步阶段、成长阶段、发展阶段以及创新阶段等四个时期：20 世纪 60 年代，我国开始引进国外换热器技术，第一台管壳式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等相继出现；20 世纪 80 年代，我国开始进行换热技术自主开发，同时加强新型传热元件的研发工作，国产强化传热元件开始批量在市场出现；

进入 21 世纪，换热器在我国各行业得到广泛应用，成为推动国民经济发展的重要基础性通用装备，换热器的经济性也开始成为各类企业和研究机构的重要关注方向；近十年来，随着下游应用场景的日趋复杂，我国换热器行业的发展速度进一步加快，技术水平日益增强，大型化、高效化、节能化成为换热器产品发展的主要趋势。

缠绕管式换热器在我国的引入始于 20 世纪的化肥工业建设。在合成氨装置中，德士古气化、林德甲醇洗、托普索合成是重要的工艺操作单元，其中林德甲醇洗工段中的关键换热设备就是缠绕管式换热器。此后几十年来，作为重要的高端装备，缠绕管式换热器受到国家多项科技攻关计划的大力支持，国产化程度逐步提高，已在炼油、石化、煤化工、电力等领域得到广泛应用。

2、换热器行业竞争格局

经过多年的发展，换热器行业逐步形成了以技术进步和市场化为导向的行业竞争格局，众多国内外优秀换热器公司在我国市场展开业务布局。随着换热器行业的技术水平的快速发展，产品性能不断提升提高，换热器在国民经济各领域的重要性也不断加强。从换热器整体市场来看，领先的外资企业包括美国艾普尔换热器公司、瑞典阿法拉伐等，领先的国内企业包括兰石重装、锡装股份、镇海石化等。

缠绕管式作为新型、高效的换热器技术路线之一，研发和设计难度大，生产制造工艺要求高，因此缠绕管式换热器的市场集中度相对较高。弗若斯特沙利文统计数据显示，2021 年，国内缠绕管式换热器公司市占率位列第一位，占比为 63.4%。

3、换热器产业链分析

换热器产业链的上游主要是换热器部件的原材料供应，包括钢铁、橡胶、石墨等；中游主要是换热器制造；下游则是换热器相关应用领域，包括石油化工、煤化工、精细化工、食品、电力、医药等行业。换热器制造是换热器产业链中的核心环节。

（1）上游原材料供应

换热器的主要材料为金属材料。随着换热器的种类逐渐增多，功能趋于多样化，换热器的材料也变得愈加丰富。性能优异、经济价值较高的材料也很大程度上影响着换热器产品的市场竞争力。

①金属材料

管壳式换热器和板式换热器的主要结构都有大量的金属部件，包括钢铁（碳钢、低合金及不锈钢）、镍基合金钛及钛合金、铝及铝合金、铜及铜合金，其中钢铁占据绝对领先的地位。常见的换热器不锈钢材料有 304、316 以及 316L 等。近些年来，室温屈服强度超过 1,300MPa、抗拉强度超过 1,400MPa 以及具有较高的比强度和一定韧性的超高强度钢也逐渐应用广泛。

②石墨材料

换热器的应用场合十分丰富，因此流体也多种多样，在石油化工等行业，流体介质如硫酸等往往具有强腐蚀性。在长时间腐蚀性流体的作用下，采用传统材料的换热器工作寿命和工作性能会受到一定影响。石墨作为耐腐蚀性材料，同时传热性能良好，不易结垢，已在换热器中得到广泛应用。

③橡胶材料

橡胶制成的密封垫片是板式换热器的重要部件，垫片不仅要对换热介质起到密封作用，使其不向外界泄露，还要防止热交换介质之间发生互相混合。如果橡胶垫片发生硬化或者弹性减弱，将影响板式换热器的正常运转。

（2）中游换热器的制造开发

换热器种类繁多，也是各行各业的普遍性产品，行业内大小企业众多。换热器用户需求存在差异，不同的产品其结构会有很大差别，制造中的生产工艺也不尽相同。如缠绕管式换热器等大型换热器大多是定制化产品，供应商需要根据下游客户的具体需求进行设计与加工制造。在节能减排需求的推动下，高效、新型换热器不断对新材料技术、先进加工工艺等展开技术研发。

当前，我国换热器制造主要集中于华东地区、东北地区以及西北地区等。华东地区依托巨大的换热器市场，以及先进的技术积累，在石油化工、精细化工等领域占据了重要的地位。东北地区，尤其是吉林省四平市地区，因集中供热、钢铁和电力等行业的需求，相关领域已发展成规模较大的换热器产业。西北地区则以甘肃省兰州市为中心，面向石油、核电等领域重点发展。

（3）下游应用换热器

作为诸多行业中的基础设备，应用场景丰富。随着行业的不断变化与发展，换热器的应用范围也越来越丰富。

①石油化工

石油化工行业是换热器最主要的应用领域，占据了较大的市场份额。在石油化工的生产工艺中，涉及大量加热、冷却或冷凝过程，都需要用到换热器。换热器的性能对石化产品的质量、热量利用率以及系统的运行稳定性与经济性有着重要的作用。

②煤化工

我国现代煤化工发展始于 20 世纪末，贯穿“九五”至“十三五”共 5 个“五年计划”近 25 年，对保障国家能源安全、缓解石油和天然气供需矛盾起到了重要的作用。“十四五”期间，面临愈加严格的环保要求，煤化工行业转型升级需求更加迫切。在煤化工领域，换热器作为重要的基础设备，直接影响着煤化工工艺水平和产品质量。随着我国煤化工行业的深化发展，作为煤化工领域的关键换热设备，缠绕管式换热器已经在甲醇、化肥多联产、煤制低碳烯烃等方面得到广泛的应用。

③精细化工

精细化工应用领域广泛、产业链长而复杂，是当今化学工业发展潜力最大的新兴领域之一，是全球各国优化产业结构和扩大经济效益的战略重点。我国精细化工行业经过多年发展，已实现重大进展，根据国家统计局统计显示，2021 年我国精细化工行业总产值突破 5.5 万亿元。中国化工学会《2017-2025 年精细化工行业发展的设想与对策》中指出：美国、欧盟及日本精细化工率接近或超过 60%，我国计划到 2025 年将精细化工率提高到 55%。

④新能源

当前，在能源紧缺的背景下，以太阳能发电、风电和核电等为代表的新能源行业快速发展。尤其是光伏和风电，近年来受到广泛关注。2017 年到 2021 年，中国光伏发电装机容量从 130GW 上升到 307GW，年复合增长率达到 24.0%。风电装机容量同样维持较快增长势头，同期年复合增速为 18.9%，并于 2021 年达到 328GW。

在新能源行业中，热量交换环节很多，对换热器的性能具有较高的要求。新能源行业的不断扩大，为换热器的应用奠定了坚实的基础。目前，缠绕管式换热器在新能源行业的应用处于快速起步阶段。太阳能发电行业的快速发展，将大幅拓宽缠绕管式换热器的市场空间。在多晶硅的生产中，涉及氢气制备、精馏、还原等工序，热量交换过程较多。总体而言，太阳能发电领域的严苛条件，使得具备优异性能的缠绕管式换热器受到越来越多的关注。

⑤集中供热

集中供热是我国北方区域冬季采暖的主要方式，将由集中热源所产生的蒸汽或者热水，通过管网输送到需求区域。供热管网可以分为一次管网和二次管网，一次管网是热源厂到各用热单位的部分，二次管网是各用热单位单体建筑物之间的管道。伴随着我国城镇化的高速推进，北方城镇集中供热需求稳定增长，部分南方省市也开始试点集中供热，我国集中供热市场空间广阔。

⑥商业建筑制冷

商业建筑是进行各类经营活动的场所，包括办公写字楼、商场综合体、酒店等。

商业建筑制冷是商业建筑的核心要素之一，也是开发商在建筑物设计过程中的重要考虑因素。

4、换热器行业市场及其下游市场规模

（1）我国换热器行业市场规模

石油化工、煤化工、精细化工等是换热器的主要应用领域，其发展情况对换热器的市场表现有着直接的影响。自 2017 年以后，中国炼油能力回归增长轨道，对推动换热器市场需求上升起到十分重要的作用。2019 年，中国换热器市场规模达到 810.5 亿元。换热器作为众多行业生产过程中的基础设备，总体需求保持相对稳定。

2021 年中国换热器市场规模出现明显回升，达到 845.6 亿元。换热器作为中国工业中的关键设备之一，未来仍将有广泛的市场需求，尤其是石油化工等主要应用领域，未来存在较大的增长空间和升级改造需求。预计 2022 年到2026 年，中国换热器市场规模将从 868.9 亿元上升到 992.1 亿元，年均复合增长率为3.4%。

（2）我国缠绕管式换热器市场规模

石油化工作为缠绕管式换热器最大的应用领域之一，其发展情况直接影响着对缠绕管式换热器的需求。根据中国石油集团经济技术研究院的数据，2019 年到 2021 年，中国炼油能力稳步增长，分别达到 8.6 亿吨、8.9 亿吨和 9.1 亿吨。同时，在绿色化、智能化等需求的推动下，炼化项目升级在全国范围内展开，对缠绕管式换热器的需求不断加大。

未来，随着新一轮大型炼化项目陆续建成投产，我国炼油能力仍将保持稳定增长，而碳达峰、碳中和相关政策将推动炼化一体化改造升级加速进行，为缠绕管式换热器稳定现有市场、扩大发展空间奠定了坚实基础。近年来，节能减排政策趋紧，煤化工行业面临着较大的转型压力，也为缠绕管式换热器的进一步深化应用带来机会。另一方面，在能源结构转型之下，燃煤发电的比例将会减少，从而导致煤炭产能产量出现过剩，煤炭价格有望持续降低，使得煤化工行业大幅受益，从而带动缠绕管式换热器行业发展。

与此同时，太阳能发电等领域，将迎来一段高速发展的时期，进一步拓宽缠绕管式换热器的市场空间。根据弗若斯特沙利文，2021 年，中国缠绕管式换热器市场规模达到 14.8 亿元。预计 2022 年到 2026 年，中国缠绕管式换热器市场规模将从 19.3 亿元增长到 38.1 亿元，年均复合增长率为 18.5%。

5、换热器行业发展趋势

（1）产品向大型化、高效化、节能化等方向发展

近年来，换热器行业在节能增效、提高传热效率、减少传热面积、降低压降、提高装置热强度等方面取得了显著成绩。随着工业装置向大型化、复杂化方向转型，换热器逐步走向大型化、高效化、节能化，并向低温差、低压力损失方向发展。在管壳式换热器领域，换热器直径不断扩大，直径 4 米甚至 5 米的换热器相继出现。未来，具备更大直径的换热器研发将不断取得突破，单台换热器换热面积有望获得大幅度提升。

（2）全产业链协同不断深化

换热器的应用领域十分广泛，不同领域对换热器的结构、性能等要求存在较大差别。随着下游厂商对定制化换热器设备的需求不断上升，为了更好地满足下游行业需要，换热器供应商需要与客户建立更加紧密的联系，深刻了解其在产品结构、换热效率、使用寿命等各方面的具体要求，并进行相应的定制化设计与生产，产品专业化、复杂化程度极大提高。

在缠绕管式换热器领域，缠绕管式换热器应用场景更加复杂，在设计、生产与运维方面，存在更大的挑战，生产厂家将更深度地参与到客户的具体业务流程中，提供更具针对性的全流程产品及服务。

（3）国产化替代步伐持续加快

换热器是各行各业的重要基础设备，对国民经济健康稳定发展具有十分重要的意义。缠绕管式换热器作为应用在严格、复杂场景的高效换热器，在国家高端装备战略中有着重要地位，实现换热器国产化替代，有利于打破国外企业的技术壁垒，进而带动产业链各环节共同进步。

国内企业以及相关研究机构正在加紧推进换热理论和技术研究，逐步探索换热器的国产化路径，已经在缠绕管式换热器的材料、结构、制造工艺等方面取得重大突破，逐步实现国产缠绕管式换热器在大型炼油、煤化工等项目上的成功实践。未来，在国家政策支持以及下游行业发展的推动下，国产化替代程度有望持续上升。

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