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1、螺杆压缩机干气密封专题分析报告世界制造业产业竞争格局正在发生重大调整。欧美等工业发达国家纷纷制定再工业化战略，重点发展先进制造技术，抢占制造业高端。新兴发展中国家也在积极参与全球产业再分工，承接产业及资本转移，抢占制造业的中低端。双重挤压的外部环境短期内不会改变。通过增强制造业技术水平，提高制造业生产效率，使我国制造业在产业竞争中跨入中高端，对国家未来发展意义重大。针对下一代高效光伏电池技术（PERC、HIT、黑硅电池等）对关键装备及工艺的需求，开展大产能、高转换效率光伏电池制造工艺装备、自动化制造装备、核心工艺等研究，降低电池片制造成本，转换效率达到国际领先水平，实现批量销售。一、 机械端面
2、密封（一）机械端面密封的简介机械端面密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械端面密封的工作原理是：在弹簧力和介质压力的作用下，两个密封端面紧密贴合，使密封端面之间的交界处形成连续（非接触式）或间断（接触式）的液膜或气膜，形成对带压介质的密封。（二）接触式机械密封接触式机械密封是最早出现和应用最为普遍的一类机械端面密封。接触式机械密封的基本元件包括：摩擦副、补偿机构、辅助密封圈和传动防转机构组成。摩擦副包括旋转环（动环）和静止环（静环）；补偿机构由弹性元件组成，如弹簧、波纹管等；辅助密封圈
3、包括动环密封圈、静环密封圈、压盖密封圈等；传动防转机构包括传动销、防转销、锁紧传动装置等。机械密封（此处特指机械端面密封）是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。其原理是：在弹簧力和介质压力的作用下，两个密封端面紧密贴合，使密封端面之间的交界处形成液膜，形成对带压介质的密封。具体包括：a、动环在弹簧力和介质压力的作用下，与静环的端面紧密贴合，并发生相对滑动，阻止了工艺流体沿动、静环端面的泄漏；b、动环辅助密封圈阻止了介质可能沿动环与轴套之间间隙的泄漏；c、静环辅助密封圈阻止了介质可能沿静环与端盖
4、之间间隙的泄漏；d、用O形圈或垫片来密封端盖与密封腔体连接处，阻止轴套与轴之间的泄漏。简而言之，通过在过程设备上加装机械密封装置，解决了圆周间隙泄漏的问题，让工艺介质只能从动、静这个端面往外流出。接触式机械密封是机械端面密封中的一种常见类型，具有工作可靠、泄漏量少、技术成熟等优点，广泛应用于石油化工、煤化工、管道输送、电力、冶金、制药、食品、船舶、航空航天等各个工业领域，主要用于解决在不同温度、压力、转速等工况环境下旋转设备运转时的密封问题，是压缩机、泵、釜等旋转设备的核心零部件。干气密封是20世纪60年代末期在气体动压轴承的基础上发展起来的一种新型、先进的非接触式机械端面密封。干气密封利用流
5、体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触运行。与接触式机械密封相比，干气密封具有以下优点：非接触运行，摩擦副不磨损，密封使用寿命长，理论上可以和设备同寿命；密封功率消耗小，仅为接触式机械密封的5%左右；与其他非接触式密封相比，干气密封气体泄漏量小；当干气密封的工作介质选用氮气时，可实现危险介质的零泄漏或零逸出，是一种环保型密封；干气密封辅助系统在使用中基本不需要维护。干气密封所具备的这些优点，高度契合易燃易爆、有毒有害等危险介质装置对轴封在安全、环保、节能、长周期运行方面的需求。尤其是在具有高温、高速、高压等特点以及环保要求极高的流体旋转设备上，干气密封具有广阔的应用前景
6、。行业企业经过多年对干气密封技术的开发、应用和改进，解决了设备低速、振动、频繁启动以及介质含粉尘、高温、高压等恶劣条件下影响干气密封运行稳定性的关键技术难题，扩大了干气密封的应用范围，其使用可靠性和经济性已被很多工程应用所证实。从高速离心压缩机，到频繁启动的螺杆压缩机、固液分离的离心机、常规离心泵、低速反应釜、高速泵、真空泵、罗茨风机等；从干净介质到有毒有害介质、颗粒介质、高温介质、易凝介质；从转速几转/分钟的设备到50，000转/分钟的超高速设备，干气密封均已获得成功应用，并且其应用场景还在不断的拓展中。二、 机械密封行业与上下游行业的关联性机械密封的上游行业为金属、橡胶、塑料和石墨等材料及
7、其制品和仪器仪表制造业，下游行业包括压缩机、泵、釜等输送或搅拌流体的旋转机械设备制造业，终端应用行业包括石油化工、煤化工、管道输送、电力、冶金、制药、食品、船舶、航空航天等行业。（一）上游行业与机械密封行业的关联性分析机械密封上游行业的经营者众多，市场竞争较为充分，处于相对成熟的发展阶段。本行业与上游产业的关联性主要包括：（1）上游原材料的品类属性繁多，价格特点各异，如不锈钢等金属材料具有大宗商品性质，频繁的价格变动会引起本行业成本波动，而仪器仪表等产品的价格相对稳定；（2）上游行业的产品质量的提升将有利于本行业产品及服务的推广；（3）上游行业的技术更新和产品研发将促进本行业的产品升级和应用范
8、围的扩大，有利于促进本行业的快速发展。（二）下游行业与机械密封行业的关联性分析机械密封下游的石油化工、煤化工等行业既是关乎国计民生的基础性行业，也是与经济政策环境高度相关的周期性行业。目前，随着炼化一体化得到国家政策的大力支持，石油化工、煤化工行业迎来项目建设新周期，一带一路国家战略为国内企业走出国门提供机遇，机械密封市场空间快速扩张，叠加密封产品的工业消耗品特性，使得下游行业需求保持持续增长态势。随着下游行业的发展不断深化，大型化、规模化、环保化、集成化、高参数化、智能化等特点成为未来装备的发展特征，下游行业主机设备对各类高参数、专用化、高稳定性、长寿命的高端机械密封需求不断增加，将推动机械
9、密封行业加大技术研发力度，提升自主创新能力。三、 我国机械密封行业的发展现状（一）机械密封行业发展现状概述根据机械密封行业十三五专业发展规划，我国机械密封行业经过几十年的发展，已经成为品种规格齐全、基本可以满足我国各种装备需求，具有一定国际竞争力的产业，成为我国机械工业的重要基础行业。1、近三年我国机械密封行业的总体发展情况近年来，我国密封行业实现了较为快速的发展。根据中国机械工业年鉴（2018），2017年，国内液压气动密封行业在自主创新、品牌建设、为重大装备配套、国际化能力建设等方面取得新进展，液压、液力、气动、密封行业销售产值全部以两位数增长，其中，密封行业一直稳步增长。密封行业增速一直
10、较快的主要原因是与主机设备行业密切相关的产品增长较快和重要行业受国家政策支持。根据中国液压气动密封件工业协会机械与填料静密封专业分会发布的机械与填料静密封行业年报统计资料汇编（2019年）统计数据显示，2019年，42家机械密封国内重点跟踪企业共实现行业产品营业收入4194亿元，同比增长1231%。2020年，因新冠肺炎疫情影响，机械密封行业收入有所下滑，根据中国液压气动密封件工业协会机械与填料静密封专业分会发布的机械与填料静密封行业年报统计资料汇编（2020年度）统计数据显示，42家机械密封国内重点跟踪企业的行业产品营业收入同比下降047%。根据中国液压气动密封件工业协会机械与填料静密封专业
11、分会发布的机械与填料静密封行业年报统计资料汇编（2021年）统计数据显示，2021年，44家机械密封国内重点跟踪企业共实现行业产品营业收入4695亿元，同比增长1954%。全球机械密封行业经过一百多年的发展已经呈现高度集中的市场格局，在高端产品领域主要被约翰克兰和伊格尔博格曼等行业巨头垄断并形成了稳定的专业化分工。与全球机械密封市场集中度较高不同，我国机械密封市场尤其是低端产品市场还处于分散化、低集中度的发展阶段，行业存在整合空间；国内市场的部分高端产品仍依赖进口。机械密封行业十三五专业发展规划指出，十二五期间，我国机械密封行业持续保持年均10%以上增长，国内市场占有率已达80%以上，但机械密
12、封高端产品还不能满足主机设备行业发展的需求，市场占有率较低，我国机械密封在国际产业分工中仍处于价值链的中低端，高端装备所需机械密封件依赖进口的局面仍未显著改善。2、近年来我国机械密封行业的进口替代情况液压液力气动密封行业十三五发展规划指出，按照中国制造2025提出的目标，到2020年，60%以上的高端液压气动密封元（器）件及系统实现自主保障，受制于人的局面逐步缓解，装备工业领域急需的液压气动密封元（器）件及系统得到广泛的推广应用。国内机械密封行业从20世纪60年代末实现从无到有的突破后，经过半个世纪的发展，在进口替代方面取得了很大的进步。国内机械密封行业的进口替代已从初级替代阶段进入全面替代阶
13、段，中低端产品领域的进口替代已基本完成，高端产品领域的进口替代正在全面延伸和拓展。高端机械密封领域具有很高的进入门槛，通常只有行业内研发、技术、资金、市场等实力较强的企业涉足。在国内高端机械密封领域，以中密控股、丹东克隆和一通密封为代表的国内企业通过自主研发、合作开发和应用拓展等方式不断推出国产化高端机械密封产品，一方面替换了主机设备原配置的进口机械密封产品，另一方面也在增量业务中与约翰克兰、伊格尔博格曼、福斯等国际密封龙头企业展开竞争，不断延伸和拓展进口替代的深度和广度，推动了我国高端机械密封产品的进口替代进程。在技术含量更高、应用工况更为复杂的干气密封领域，以中密控股和一通密封为代表的国内
14、干气密封龙头企业通过自主研发、合作开发和应用拓展等方式，在干气密封产品市场实现了更加全面的技术和产品突破，不断实现进口替代，有力地推动了我国干气密封产品的国产化进程。根据中密控股2017年年度报告显示，其国内市场销售规模在2017年实现了对国际大企业的首次超越，市场占有率位列国内市场的第一位。国内密封行业经过半个多世纪的发展取得了卓有成效的进步，国内很多新建项目基本已选用国产化密封，同时一些原有装置配套的进口密封国产化改造也已基本完成。随着国内密封行业进口替代的不断延伸，未来国内密封行业国产化进口替代的案例将集中于尚未国产化的进口设备的配套密封和某些特殊工况下应用的进口密封。近年来，代表国内机
15、械密封行业生产技术前沿的龙头企业在高端产品领域的进口替代方面取得了一系列突破。在作为高端机械密封产品的典型应用领域之一的管道输送领域，国内企业的天然气管线压缩机组的核心部件干气密封一直依赖进口。2017年5月31日，中国机械工业联合会就一通密封为中石油管道联合西部分研发的天然气管线压缩机15MPa干气密封（型号：YTG803-180）出具了科学技术成果鉴定证书（JK鉴字2017第1024号），认为该产品填补了国内空白，主要指标达到了国外同类产品先进水平，具备了进行现场工业性试验条件。该项产品已在天然气管道输送领域实现了工业化应用。2018年，中密控股的面向核电设备的先进机械密封技术与高端密封装
16、置项目顺利通过验收，缩小了国内企业在核主泵密封领域与国际领先水平的差距。2019年6月，根据工业和信息化部关于公布第一批专精特新小巨人企业名单的通告（工信部企业函2019153号），凭借在机械密封细分领域取得的发展成绩，工业和信息化部授予中密控股和一通密封专精特新小巨人企业称号，并勉励企业要继续专注于细分市场，聚焦主业，不断提升创新能力，增强核心竞争力，在改善经营管理、提升产品质量、实现创新发展方面发挥示范带动作用。（二）国内机械密封行业的竞争格局机械密封行业的整体竞争格局呈现两极分化特点，低端产品市场完全竞争，高端产品市场国内参与者较少。国内机械密封行业厂商经过多年的技术积累和发展，在中低端机械密封领域的技术及产品日趋成熟，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，进口替代已基本完成。但是，在低端产品市场，产品附加值低、技术含量不高、生产厂商数量较多，
