报告发布方:中金企信国际咨询《2025-2031年中国工业控制阀行业市场环境分析及市场前景评估报告-中金企信发布》
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(1)工业控制阀概述:工业阀门是工业设备的重要组成部分,工业阀门主要是指通过改变其流道面积的大小,控制流体流量、压力和流向的装置,是流体输送系统中的控制部件,其功能包括启闭作用、调节作用、节流作用等。
工业控制阀是工业阀门产品中的中高端产品,具备一定技术难度。根据国家质量监督检验检疫总局与国家标准管理委员会联合发布的国际标准《IEC693-1-005,IT》及国家标准《GBT26815-2011》对控制阀的定义,控制阀(controlvalve)是指在过程控制系统中由动力操纵,调节流体流量的装置,其能够按照控制系统发出的信号,通过改变阻力系数来改变阀内截流件的位置,从而达到调节流量的目的。控制阀是流体输送系统中的控制部件,是集截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能为一体的智能测试装置,在生产过程自动化控制系统中,控制阀是必不可少的终端控制元件。
控制阀与手动阀不同,它属于通用流体机械设备,是在复杂恶劣工况条件下实现自动控制和精确流量调节的工业自动化仪表。控制阀技术涉及材料工程、机械设计与制造、流体力学、控制科学与工程、测量技术与仪表等相关交叉学科技术,在石油、天然气、化工、冶金、电力、核工业、航天航空、军工、船舶、海洋工程、环保、制药等工业领域广泛应用。
(2)工业控制阀行业发展历程:工业控制阀的发展与工业生产过程的发展密切相关。目前公认控制阀诞生于古罗马,古罗马人为了农作物灌溉而开发了相当复杂的水系统,采用旋塞阀、柱塞阀及止回阀防止水的逆流;20世纪20至30年代,控制阀以球形阀为主,V形缺口的单座和双座控制阀相继问世;20世纪40年代,用于高压介质的角形控制阀、用于腐蚀性介质的隔膜控制阀和用于大流量应用的蝶阀陆续出现,以适用于特殊领域的工业活动;20世纪50至60年代,随着对控制阀的进一步研究,市场上开始出现适用于配比、旁路控制的三通控制阀和用于大压差、降低噪声的套筒控制阀;20世纪80年代,工业活动对控制阀的重量和体积提出进一步的要求,各种精小型控制阀诞生;20世纪90年代,计算机控制装置的广泛应用和工业生产对智能控制功能的极大需求催生了各种智能电气阀门定位器及现场总线控制阀;21世纪初,随着大规模自动化工业和以节能减排为特点的“绿色”工业越来越成为工业生产的主流,调节精准、密封良好、安全可靠的控制阀开始兴起。目前,为适应新工业部门或工艺的特殊要求,现代工业对控制阀提出更高的要求,如更稳定的质量、更安全的操作、更严格的环保标准,部分特定行业甚至对阀的硬密封、紧急切断泄漏率提出气泡级要求。
我国控制阀工业起步较晚,但发展较快。20世纪60年代,我国开始自主研制单座阀、双座阀。这一阶段由于机械工业水平落后、加工精度低,仅能满足工业生产过程的一般控制要求;20世纪70年代,随着工业生产规模的扩大,国产控制阀产品已不能适应生产过程控制中对高压差、低温、高温和强腐蚀等工况的控制要求。为此,一些大型石油化工企业引进了海外先进控制阀,如带平衡阀芯的套筒阀、偏芯旋转阀等,为国内控制阀制造厂商的技术开发指明了方向;20世纪80年代,机械工业部组织行业骨干企业研制了精小型控制阀系列产品,使我国控制阀产品系列进一步完善;20世纪90年代,我国的控制阀企业取得长足进步,一些合资控制阀企业开始研发和生产自己的产品,有效提高了我国控制阀工业水平;21世纪以后,民营控制阀生产企业成为我国控制阀供应主力军。国内控制阀生产企业广泛采用了计算机辅助设计(CAD)技术、计算机辅助制造(CAM)技术及三维动态设计技术,提高了产品研发效率和加工质量及可靠性,有效地提高了企业核心竞争力。
随着科技不断进步,市场对产品功能的需求日益提升,我国控制阀行业技术水平不断提升,带有自动化控制技术的智能控制阀产品逐渐兴起,不断实现从低端产品到中高端产品的技术迭代。
(3)我国工业控制阀行业发展现状:我国工业控制阀行业经过多年的发展,形成了一定的成果。目前,从市场规模、行业厂商参与情况、本土企业发展等方面呈现以下行业现状:
①市场规模逐步提升:我国石油、化工、电力等工业领域的发展以及经济快速的增长支撑了工业阀门的市场需求。2021-2026年,我国阀门制造行业年复合增速为6.2%,预计到2026年末,我国阀门制造市场规模能够达到182亿美元,较2020年上升43.47%。作为工业阀门中的中高端品类,我国控制阀行业整体也保持较快增长态势。根据《控制阀信息》2024年3月相关统计数据,2019年至2023年,我国的控制阀市场Top50企业销售总额从266.93亿元增至380.47亿元,年均复合增长率达9.26%。未来几年,受产线建设和改建规模增长,以及产业转型和产业政策鼓励驱动的影响,国内石油化工、煤化工、精细化工、医药、天然气和环保行业的控制阀门需求预计持续增长。
②行业厂商结构调整,逐步形成区域集聚:据中国通用机械工业协会统计,2020年国内阀门生产企业销售规模以上的企业数量近2,000家。我国阀门和旋塞制造行业曾呈现低端制造厂商过剩,中端制造厂商竞争充分,高端制造厂商较少的情况。随着我国制造业供给侧改革的提出和推进,落后产能出清,行业内参与主体的格局也随之变化,部分技术落后的厂商被市场淘汰。近年来,在我国制造业大举推进高质量发展以及阀门行业下游行业景气转型升级等背景下,市场对阀门行业乐观预期提升,有更多市场参与者加入阀门和旋塞制造行业,市场更加活跃、竞争进一步加剧,业内企业也不断实现突破,实现中高端转型。就行业内企业的地理分布而言,目前我国阀门生产厂商主要分布在江苏、浙江、上海等东部沿海地区,且该等地区的厂商具有更强的技术优势。根据2024年3月《控制阀信息》,在工业阀门中的中高端产品工业控制阀TOP50销售榜单中江苏上榜10家,浙江上榜6家,上海上榜3家。区域性专业化市场的形成,造就了一定的竞争优势,同时驱动聚集区技术革新。
③本土企业积极涌现:由于我国工业阀门起步较晚,阀门的设计、制造、生产和实验测试能力同国际领先水平相比仍存在一定的差距,尤其是高端阀门市场,一些高温、高压、耐蚀阀门和关键设备上的特种阀门仍需要依靠进口。
近年来,我国不断增长市场规模为国内优秀控制阀企业提供了巨大的发展空间,也涌现出一批优秀本土企业。这些处于国内行业领先地位的厂商已经形成了一定的品牌效应,正逐步实现从低端到高端,全范围产品线的覆盖,有望随着市场的发展进一步成长和壮大,在整个行业中扮演更加重要的角色。
(4)控制阀下游应用领域以及行业概况:控制阀按控制介质的不同可分为气体控制和液体控制两大类,并可按介质进一步细分为水控制、冷媒控制、燃油控制、空气控制、燃气控制等若干个专业领域,受专业特性的决定,控制阀产品种类繁多,应用面极广,因而也使控制阀的技术发展趋势、市场发展状况受到其所配套的终端产品发展状况的直接影响。
在我国,控制阀行业作为装备制造行业的重要组成部分,广泛应用于石油天然气、石化化工、冶金钢铁、电力、轻工等众多基础工业领域。根据2024年3月《控制阀信息》杂志对其采集的186家控制阀企业2023年下游销售情况的统计,该等控制阀企业终端用户分布情况如下:
2023年中国186家控制阀企业下游市场销售规模比重分析
数据整理:中金企信国际咨询
上图显示,国内控制阀的主要应用行业为石化化工、轻工业、发电、石油天然气、钢铁冶金领域。随着近年来工业控制技术的升级,控制阀应用范围不断拓宽,在造纸、环保、食品、制药等领域的应用发展速度也逐步提升。
(5)行业发展态势:
①技术壁垒进一步提高:智能控制阀行业属于技术密集型行业,产品的技术含量高,涉及电子、机械、传感器、材料、软件、控制论、通讯、物理、流体动力学、流体仿真等技术领域。智能控制阀产品在设计、制造过程中,需要根据客户的具体需求和生产线上的工况条件对产品工作温度、压力、耐腐蚀性、流通的介质及其流速等需求进行重新研发和设计。通常不同客户、不同生产线、甚至同一客户相同生产线上的不同位置对智能控制阀具体功能的要求都不尽相同。除了针对不同应用场景和客户的个性化设计之外,控制阀的下游应用对可靠性、安全性、耐用性的性能要求较高,在下游行业高质量发展的过程中,对产品的性能要求会更加突出。因此,技术密集型的产品性质和应用领域高度个性化的需求使得控制阀行业具备一定的技术壁垒。
同时,我国在高端制造领域的政策红利不断释放。“十四五”规划提出将发展经济着力点落于实体经济,给予高端制造和智能制造大力关注,同时,规划还提出推进产业基础高级化、产业链现代化,支持产业基础核心零部件、基础工艺、基础材料、基础技术、基础动力和基础软件等方面的发展。国家政策的支持将拉动控制阀行业新的技术升级,传统型阀门到智能型阀门的转型将不断深入,控制阀利用人工智能技术、计算机技术、嵌入式数字解决方案实现智能化,使控制阀具有自适应、自校准、自诊断等功能。数字式阀门定位器普及应用到控制阀和电动执行机构中,从而使智能一体化设计以及智能化的预测性维护成为未来主流。未来随着终端用户对控制阀的特殊性能、寿命和可靠性等要求越来越高,控制阀生产企业在生产工艺、材料质量以及检验技术方面的壁垒也将进一步提高。
②产品安全及环保需求不断提高:工业控制阀作为工业自动化控制的核心部件主要应用在石油天然气、石化化工、冶金钢铁、电力、轻工等我国国民经济命脉产业,这些产业的漫长流通管线中工况复杂,涉及高温、高压、低温、低压、酸性、腐蚀、易燃、易爆等各种极端情况,可能会对环境和安全造成较大影响。
随着社会各界环保意识逐渐提高,控制阀行业面临新的要求与技术挑战。国外美国、日本、德国等发达国家的部分控制阀厂商已开始研发利于环境保护的控制阀新产品,这些新产品可以进一步降低毒物质与放射性介质、噪音污染、阀门中包含的有害元素等。这一新兴趋势将推动控制阀厂商的技术研发向环保领域拓展,提高节能减排技术领域研发投入,以资源化为原则,注重资源消耗和废弃物排放的减量化,加大对废水、废气、废渣的再循环利用,走低碳经济发展路线。
③产品开发趋向标准化和模块化:控制阀产品除了在产品质量上更加可靠,调节更加精确外,新产品的开发还会进一步走向标准化、模块化,从而进一步降低维护成本。
首先,采用统一的控制阀标准,有利于不同厂商生产的控制阀实现互换性和互操作性。此外,整合计算选型程序,建立标准化的软件平台,使用标准化的计算机辅助故障识别和专家诊断软件,可以对不同制造商的控制阀进行监测和故障诊断。综上,实现标准化将大幅降低控制阀的维护成本。其次,从整个控制阀结构入手,将产品按照功能分成有限多的通用模块和专用模块,分散且相对独立的模块遵守共同的明确规则,以保证这些模块能够组合成一个完整的系统,并能够随时加入新的模块以增加系统的功能。模块化设计可以使产品紧凑坚固,部件通用可换,易于维护检修。
④生产过程信息化、智能化:我国工业控制阀生产呈现出多品种、小批量的模式,以往生产的过程管理较为粗放。随着控制阀下游行业的多维度发展,工业控制阀的市场需求将被释放,同时,随着下游行业对控制阀技术要求的提升,控制阀产品亦逐渐附加更强的智能化属性。控制阀企业的自动化程度和数字化转型稳步推进,智能化工厂、数字化工厂赋能生产的各个环节。控制阀的生产过程受到更严密的检测,生产的过程得以更精细控制,控制阀的生产效率将获得大幅度提升,生产的出错率将大幅下降,成本也将实现更有利的控制。
⑤产业发展集群化:“十四五”规划纲要对产业集群发展作出了重要表述,各地也将集群发展放在重要位置,推动制造业集群化发展是提升区域竞争力的内在要求。产业集群能够为企业带来良好的发展优势,集群能形成渗透力较强的销售市场,上下游企业能够利用地理接近性节省物质和信息流运移的费用,从而降低生产成本;集群内,各微观经营主体的交流更加频繁,经营透明度提升,利于行业良性发展;集群通过企业集聚的方式,在内部形成良好的上下游垂直联系,同时通过水平联系形成合作与竞争,提升整体的效率和竞争力;集群还具有良好的带动效应,有利带动集群空间载体内新型生态体系,促进产业基础设施的发展、信息化建设、经济发展制度完善等等。
对控制阀行业来说,目前已形成一定的产业集群发展的趋势,行业内龙头企业、标杆企业多分布于长三角地区,形成了企业的集聚。长三角地区具有较强的资源禀赋优势,业内企业在该区域内逐渐形成地理空间临近、产业链条紧密联系、行为主体互动合作的集群发展核心要素,未来产业链上中下游融合发展,集群化将进一步赋能区域内的微观主体,对企业核心竞争力增强带来良好激励。