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刷式密封行業(yè)主要應用領域及進入障礙分析(附報告目錄)
1、刷式密封在密封行業(yè)的地位
刷式密封是近年來發(fā)展起來的一種新型高速動柔性密封件。刷式密封是一種高效阻尼密封,其泄漏量是梳齒迷宮密封的 1/5-1/10,并允許動靜之間瞬態(tài)嚴重不同心而保持密封能力不變,既提高了機組效率又改善了轉子的穩(wěn)定性,是現(xiàn)代先進高速動密封發(fā)展的關鍵技術之一,已經應用于航空發(fā)動機、工業(yè)燃氣輪機和汽輪機等大型葉輪機械。
相關報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2026年中國刷式密封市場調查研究與發(fā)展前景預測報告》
刷式密封主要應用領域
資料來源:普華有策
刷式密封最早應用于航空發(fā)動機上,后有 GE 公司運用在工業(yè)燃氣式汽輪機上,應用效果顯著。90 年代傳入國內,開始運用在電廠汽輪機及工業(yè)燃氣輪機上。
刷式密封優(yōu)勢主要體現(xiàn)在動密封的工況,由于刷式密封與轉動部件的接觸面是由許多根細小的金屬絲組成,同時這些刷絲與轉動部件有一定的傾斜角度,這種設計使得這些刷絲起到了無數個小彈簧的作用,有效的避免了因直接長時間高頻率與轉動部件碰磨后而導致密封件與轉動部件之間密封間隙永久性增大。刷式密封是取代傳統(tǒng)的迷宮密封的理想選擇,它是一種接觸式的具有適應性的密封,可全部或部分消除迷宮密封的寄生泄漏。同時允許轉子在有一定的偏差的狀態(tài)下工作,由于刷式密封具有優(yōu)良的彈性和持久的密封能力,既可以與轉子接觸,也可以與轉子間隙配合。因此,它是介于接觸式密封和非接觸式密封之間的新型柔性動密封。
現(xiàn)在國內火電廠不少采用了此種密封,給我國的節(jié)能降耗提供了一條安全便捷,成本低廉的途徑。世界各大透平公司的技術創(chuàng)新與發(fā)展中,也都把刷式密封技術研究作為其中的重要內容一。
2、刷式密封的應用領域
刷式密封主要業(yè)務對象一般為產生能耗、技術較為先進、涉及民生和國防等方面的密封設備制造商或使用客戶。主要消費群體分為:
(1)發(fā)電廠
A、 電廠節(jié)能領域
現(xiàn)在國內不少火電廠的汽輪機和回轉式空預器設備上采用了刷式密封結構,通過采用新型的密封產品,能減少密封部件之間的能量的損耗,提高機組熱能利用率,并降低污染物排放,給我國的“節(jié)能降耗”事業(yè)提供了一條安全便捷,成本低廉的途徑。
由于行業(yè)的特殊性,電力投資增長率及國家的相關產業(yè)政策對電力設備行業(yè)影響最大。電力投資是電力設備制造行業(yè)發(fā)展的直接推動力,電力投資的增長率決定了該行業(yè)的增長水平,參照其他發(fā)達國家的經驗,一般電力消費的增長和國內生產總值的增長是同步的。
B、 燃氣輪機領域
在現(xiàn)代工業(yè)燃氣輪機設備上,燃氣透平的靜葉,燃燒器尾筒出口、燃氣透平與壓氣機之間的密封段均配置有刷式密封產品。如 GE 公司的 MS6001,9E、9級燃氣輪機,日本三菱 M701F 級燃氣輪機,阿爾斯通、西門子 TORNADO 等重型燃氣輪機均裝配有刷式密封產品。
(2)航空軍事領域
刷式密封在航空航天飛行器上的應用已超過 10 年,目前國外大型客機,戰(zhàn)斗機、航空航天器的發(fā)動機均采用了刷式密封技術。在空客 A320、A300、波音747、767 及 777 和 F-15、F-16 戰(zhàn)機的發(fā)動機中均使用了刷式密封,其中 PW4000系列發(fā)動機,通過 3000 次起停續(xù)航周期,刷式密封的徑向間隙增量不超過 0.002in(0.051mm),與傳統(tǒng)迷宮密封相比,燃料消耗降低了約 0.4%,可以極大的提升飛機的續(xù)航能力和打擊半徑,應用刷式密封是提高航空發(fā)動機性能的重要手段。GE、西門子等世界各大透平公司的技術創(chuàng)新與發(fā)展中,都把刷式密封技術作為其中的重要研究內容之一。
在航空領域,飛機是最主要的飛行器,其用途涉及到軍事、民航及通用領域。
A、 軍事領域
隨著近年來中國國力增強,中國空軍也加快了現(xiàn)代空軍的建設步伐,目前正在逐步將第一代、第二代、第三代戰(zhàn)機更換成第四代戰(zhàn)機,更先進的第五代戰(zhàn)機、直升機也正在研發(fā)試飛當中。據《國際航空雜志》發(fā)布的“世界空軍2020”年度調查報告顯示,中國空軍戰(zhàn)機數量排名第三,總量大概在3210架,約為世界戰(zhàn)機總量的6%。隨著中國軍工制造業(yè)的不斷壯大,中國軍用飛機的需求量及出口量將會大幅度提升,這將帶動中國軍用航空發(fā)動機制造業(yè)及其刷式密封行業(yè)的快速發(fā)展。
B、民航領域
飛機的類型主要分為客機和貨機。就客機而言,中國目前的航空客機市場仍然主要集中在干線飛機上,隨著國力的增強,中國的支線飛機市場將會快速的增長。截止2019年年底,中國民航全行業(yè)運輸飛機在冊架數3818架,比上年底增加179架,增速為4.91%,較上年有所回落。截至2018年全球民航機隊飛機保有量為25,830架,預計到2038年保有量將增長至50,660架,2019-2038年期間累計交付量為44,040架,價值量6.81萬億美元。分析2038年全球民航機隊結構:新增需求24830架(占交付量的56.4%),老舊機型替代需求為19,210架(占交付量的43.6%),原有飛機仍在使用的數量為6,620架。
由此可見軍用、民用飛機對于高性能的航空發(fā)動機的需求量將非常巨大,這就對航空發(fā)動機提出了更高的要求,采用更先進的密封系統(tǒng)則是其中一個重要的改善措施。
(3)水輪機領域
刷式密封一般應用在水輪機組的軸端,一般材料為尼龍絲,可以起到防止灰塵進入軸承作用,同時也可以避免軸承油霧泄漏造成環(huán)境的污染和可能引發(fā)的危險。目前國外東芝水輪機組上一般都配有刷式密封,更換一次價格昂貴,如今后采用國產,則可以大大降低成本。
在我國電力需求的強力拉動下,我國水輪機及輔機制造行業(yè)進入快速發(fā)展期,其經濟規(guī)模及技術水平都有顯著提高,我國水輪機制造技術已達世界先進水平。目前,我國水輪機及輔機制造行業(yè)綜合實力明顯增加,全行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展、充滿活力的可喜局面,行業(yè)趨好的標志表現(xiàn)在經濟運行質量的提高和經濟效益的顯著增長。
刷式密封在風機上的應用市場領域則非常龐大,小到風動工具,大到工業(yè)、軍事方面,都需要用到流體壓縮設備,如何進一步提高壓縮設備的效率,這就需要改善設備的密封性能。在風機領域大、中型風機制造廠家全國有不下 100 家。這些旋轉機械類設備不論大小都需要涉及到動靜密封,如何提高流道、軸封的密封性能,這就要求采用更為先進的密封系統(tǒng),刷式密封作為一種創(chuàng)新型的先進密封在這一市場應用前景將十分廣泛。
3、進入該行業(yè)的主要壁壘
(1)技術和人才壁壘
刷式密封產品生產技術集成度高、開發(fā)難度大、制造工藝復雜,具有較高的技術門檻。同時具備多領域技術的生產廠家較少,而且還需要很豐富的相關產品設計、運行經驗。隨著科學發(fā)展觀以及節(jié)能、降耗理念的深入,對刷式密封產品的節(jié)能性、安全性、穩(wěn)定性、高效性要求將進一步提高。這要求企業(yè)具有較強的技術研發(fā)實力,研發(fā)設計人員具有較強的理論技術功底和豐富的實踐經驗。同時目前國內專業(yè)研究刷式密封產品的專業(yè)技術人員缺乏,無法從市場上直接招聘,必須企業(yè)內部培養(yǎng),這就要求企業(yè)具有較強技術底蘊和完善的技術研發(fā)培訓體系。刷式密封產品的生產技術未形成技術普及,產品生產所需的設備無法從市場上直接采購使用,必須進行二次改進或自主研發(fā)專用設備。因此公司技術人才必須具備對刷式密封產品長期深入研究的能力和豐富的實踐經驗。
(2)量身定制化生產模式和運行經驗壁壘
本行業(yè)中很多產品屬于“定制化”生產,企業(yè)依據客戶需求和技術要求進行設計、制造。例如:刷式密封安裝間隙的設定就必須根據機組的實際情況進行設計,這要求企業(yè)市場部門、售前技術支持部門、開發(fā)設計部門、財務核算部門、生產制造車間以及售后技術支持部門高效協(xié)調配合,對于組織管理、專業(yè)技術、人員素質等提出了較高的要求,從而形成了較大的行業(yè)進入障礙。
(3)資金壁壘
本行業(yè)企業(yè)需大量資金投入。一方面,刷式密封行業(yè),需要進行反復的實驗,積累大量的原始數據,才能為后續(xù)的設計過程提供足夠的理論依據;另一方面,本行業(yè)經營模式決定了在產品的供產銷過程中需要較大的資金流轉。另外,本行業(yè)也要求企業(yè)持續(xù)投入資金進行新產品、新技術的研究開發(fā)。
(4)營銷網絡壁壘
在刷式密封行業(yè),企業(yè)必須具有成熟的營銷和服務網絡,具有多年設計、運行維護、售后服務經驗,熟悉客戶的技術要求、運行習慣,才能滿足不同客戶的需求。如果不具備一定技術實力、供貨能力、營銷網絡及售后保障能力,新廠家進入后很難生存和發(fā)展。而且,刷式密封安裝在汽輪機上,汽輪機是電廠的核心設備,電廠對以往改造業(yè)績要求很高,沒有一定的積累和沉淀無法得到行業(yè)認同。