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中国鼓风机行业发展趋势及前景分析

   鼓风机是在设计条件下,风压在15-340kPa以内的风机。鼓风机广泛适用于冶金、化工、化肥、石化、食品、建材、石油、矿井、纺织、煤气站、气力输送、污水处理等各工业部门。根据结构和工作原理的不同,鼓风机分为叶片式和容积式。
 
  鼓风机行业数据统计及分析
  2018年国内鼓风机产量57032台,其中,罗茨鼓风机产量52050台,离心鼓风机产量4982台。如图1所示。
 
中国鼓风机行业发展趋势及前景分析
 
  2018年,鼓风机行业离心鼓风机产值159972万元;罗茨鼓风机产值105141万元(如图2)。
 
中国鼓风机行业发展趋势及前景分析
 
  根据中国通用机械工业协会风机分会统计,截至2017年底,协会会员单位生产离心鼓风机的企业有28家,比上年增加4家;生产罗茨鼓风机的企业有25家。目前,国内鼓风机行业企业主要分布在山东、江苏、辽宁、陕西等地区。
  涉及到鼓风机业务的上市/挂牌公司共有8家,为:盈峰环境、西玛风机、双剑股份、陕鼓动力、金通灵、山东章鼓、临风股份、杰尔科技。目前,国内鼓风机竞争激烈,寡头格局暂未形成。另外,部分压缩机企业也在向鼓风机业务拓展,尤其是无油螺杆鼓风机和大热的磁浮离心鼓风机、空浮离心鼓风机。
 
中国鼓风机行业发展趋势及前景分析
 
  新产品与新技术动向
  目前国内外鼓风机产品出现下列新产品动向:
  (1)螺杆风机
  螺杆式风机发展较晚,是一种新型的回转式风机,分为单螺杆与双螺杆式,市场上常见的为双螺杆式。双螺杆结构由瑞典人里斯曼发明,最先用于压缩机领域,到20世纪末,双螺杆结构在鼓风机领域才开始获得较快发展,并在诸多应用领域展现出良好的易用性,如节能、稳定等。凭借良好的性能,在较多领域开始逐渐替代罗茨等传统风机。
  螺杆风机一般主要由外罩、主机、电机、空气过滤器、消音器、油泵油箱以及油虑等部分构成。可根据客户要求进行定制,比如去掉外罩、改为无油系统等。
  螺杆主机作为螺杆风机的核心部件,其结构直接决定了风机性能的优劣。螺杆主机主要由机壳、螺杆转子、齿轮箱、轴承、轴封等主要部件构成。运行原理与螺杆压缩机类似。
  (2)磁悬浮离心式鼓风机
  磁悬浮离心式鼓风机是将磁悬浮轴承技术和高速电机技术融入传统风机之中所形成的一种高效、节能、环保的新型鼓风机,通过内磁悬浮轴承控制器磁轴承,通过电流产生磁场,又由磁场产生吸力,从而实现转轴的悬浮。高速电机通过变频电源产生频率可控的交变电流输入电机定子产生交变的磁场,带动转轴高速旋转,即同步永磁电机。随转轴一同作高速旋转的鼓风机叶轮带动空气从涡壳的进气口进入,空气在涡壳的导向与增压作用下便成为具有一定流速与压力的气体,最后从涡壳的出气口鼓出。
  磁悬浮鼓风机采用无接触、无机械摩擦的磁悬浮轴承和高速大功率永磁同步电机,直接驱动高效流体叶轮,克服了传统鼓风机和气悬浮鼓风机的缺点,具有效率高、噪音低、故障少、不需润滑系统等优点,即使磁悬浮轴承发生了故障,依靠系统中的保护轴承,仍然可以使高速旋转的转子安全停机。
  性能特点:
  节能高效,磁悬浮离心式鼓风机采用的磁悬浮轴承,无机械损失和接触损失,满足了高转速无极变转速调节。
  冷却效率高,冷却系统使用水冷机风冷结合的两种方式,可以有效保护电机,满足风机随时启停的要求。
  噪音小,安装便捷,因为采用整体箱式结构,风机噪音低于80分贝,机体震动的范围极小,安装基础要求低,安装便捷。
  目前,磁悬浮离心式鼓风机最高转速可达40000r/min,并在工作范围内能够稳定可靠运转。其振动和噪声水平均低于采用机械轴承的其它型号离心式鼓风机。
  (3)空气悬浮离心式鼓风机
  将空气轴承和大功率高速永磁同步电机技术集成为高速电机,外加专用高速永磁电机变频器形成高速驱动器,驱动高速离心叶轮,使高速离心叶轮工作在最省电的工作区域,开发出高效的空悬浮离心式鼓风机。
  空气悬浮鼓风机是容积式风机的一种,由离心叶轮与通流部件、空气轴承、高速永磁同步电机、控制系统组成,使用高速同步永磁电机直驱结构把离心叶轮及电机驱动一体化集成设计,实现转轴悬浮的功能。有两个三叶叶轮在由机壳和墙板密封的空间中相对转动,因叶轮和叶轮、叶轮和机壳、叶轮和墙板之间的间隙极小,使得进气口形成真空状态,在大气压的作用下空气进入进气腔,然后叶轮中的两个叶片与墙板、机壳形成了一个密封腔,进气腔内的空气在叶轮转动的过程中,被两个叶片所形成密封腔不断地带到排气腔,同时因排气腔内的叶轮相互啮合,进而把两叶片间的空气挤压出来,如此连续的运转,空气不断的从进气口输送到出气口,实现了风机的鼓风。
  空悬浮鼓风机采用无接触、无机械摩擦的空悬浮轴承和高速大功率永磁同步电机,直接驱动高效流体叶轮,克服了罗茨鼓风机、多级离心鼓风机、单级离心鼓风机与磁悬浮鼓风机的缺点,具有效率高、噪音低、故障少、不需润滑系统及等优点。与磁悬浮轴承鼓风机相比,空气轴承使用空气动力学原理,无需供电及配套系统。(空悬浮轴承采用空气动力学原理,以转子为中心旋转,产生向外的扩张力,达到稳定的悬浮效果。在停电时,根据旋转惯性,达到安全停机的效果)
 
中国鼓风机行业发展趋势及前景分析
 
  技术特点:
  节能高效,空悬浮离心式鼓风机使用了空悬浮轴承,直联技术,高效叶轮,永磁无刷直流电机,无额外的摩擦,风机根据输出的风量自动调整电机功率的消耗,保持设备运行的高效率。
  无保养,没有传统风机所必须齿轮箱及油性轴承,采用的一系列高新技术叶轮与电机不使用联轴器,直接连接,智能控制系统,提高供气系统运行的稳定性。
  运转控制便利,可在个人电脑上对风机转数、压力、温度、流量等进行自检并定压运转,复核/无负荷运转,超负荷控制,通过防喘振控制等实现无人操作。
  目前国内外鼓风机技术呈现出如下发展趋势:
  (1)高效化。近年来,随着国内制造高端化、智能化、绿色化的发展趋势,部分鼓风机企业瞄准制约行业发展的节能降耗痛点问题,大型鼓风机企业在新型节能环保工业技术领域探索创新不断出现成果。广大中小型鼓风机企业还停留在低端低附加值产品领域,成为鼓风机行业发展的痛点之一。提高效率、降低能耗是鼓风机必然的发展方向。其中叶轮是鼓风机的核心部件,叶轮截面形状的变化对风机的风量、能耗、噪声都有明显的影响,通过优化设计的叶轮可以很好的降低能耗。
  (2)高速小型化。提高转速可以有效促进鼓风机风机小型化,在提高效率的同时,取得缩小体积和减轻重量的效果。但提高叶轮转速对鼓风机的叶轮材料、密封系统、轴承系统及转子稳定性有更高的要求,是鼓风机发展过程中需要研究解决的问题。
  (3)低噪声化。风机的噪声主要是气动噪声,大型鼓风机噪声问题突出,其转速低,噪声频率低,波长长,不易阻隔和消除。当前,对鼓风机的消声降噪研究在不断的深入,比如机壳各种风口形状的设计、运用回流消声、共振消声等。
  (4)智能化。随着各种产业装置规模的不断扩大,对生产过程控制的要求,已从过去的单一工况参数控制发展到多工况参数控制,以更好地满足生产工艺流程的要求。利用PLC、单片机或PC机可以对鼓风机的各种运行参数进行有效的控制,根据工况参数的变化自动实时调整风机的运行参数,以满足流程的要求,并且可以通过对压力、温度、振动等参数的监控,保护风机的安全运行。
 
  市场前景看好,销售增长潜力大
  未来,随着国内分布式能源、垃圾发电、污水处理、大气污染治理等行业的发展,将进一步推动鼓风机需求增长。当前,国内鼓风机龙头企业都在加大研发投入,壮大科研团队,不断开发新产品。国内鼓风机企业与国外优秀鼓风机品牌在技术上的差距将进一步缩小,国内鼓风机企业将进一步占据国内鼓风机市场份额,同时,立足国内市场,走出国门,开发国际市场。
  未来,中国鼓风机行业仍有较大的发展空间,预计到2025年,我国鼓风机产量将达到8.68万台,鼓风机产值达到37亿元。
 
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