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矿山破碎机与干燥提质设备发展研究

来源:国泰君安 2015-11-27 09:50:00打印

作者:刘晓男

一、行业定义

矿山机械是指直接用于矿物开采和富选等作业的机械,按照《国民经济行业分类》(GB T4754-2011),矿山机械属于专用设备制造业中的“矿山机械制造”小类。按矿山机械具体用途,矿山机械可划分为:采掘设备、提升设备、矿用车辆、破碎粉磨设备、筛分设备、洗选设备及焙烧设备等。

二、行业发展历程

1、矿山破碎设备发展历程

破碎是指利用外力将大颗粒变成小颗粒物料的过程,古代的破碎机械主要采用畜力、水利等最为动力,在蒸汽机和电动机等动力机械逐渐完善和推广之后,多种原理的破碎机械被相继创造出来:1806年出现了用蒸汽机驱动的辊式破碎机;1858年,美国的布莱克发明了破碎岩石的颚式破碎机;1878年美国发展了具有连续破碎动作的旋回破碎机,其生产效率高于作间歇破碎动作的颚式破碎机;1895年,美国的威廉发明能耗较低的冲击式破碎机。经历了百余年的发展和激烈市场竞争,世界上已形成知名矿机公司包括美国卡特彼勒公司、久益国际公司、南米尔沃基-比塞洛斯国际集团、模块采矿系统公司、瑞典的山特维克集团公司等大型矿机产业巨头,垄断竞争市场格局逐渐形成,世界排名前十采矿采石设备制造商已拥有约70%市场份额并强化其技术垄断优势。

我国矿山机械制造业起步于建国初期,矿山机械投资规模小、产能低下,设备技术性能质量、安全性等不能满足国内矿山开采、勘探与选矿技术需求。随着改革开放引进国外先进生产工艺和设备,以及近年来我国下游矿山开采规模的增长,极大地带动矿山机械制造业市场快速发展。据统计,2011年我国矿山机械销售收入已达2236亿人民币,矿山机械行业制造企业数量约达上千家,已经形成庞大生产能力和比较完整产业技术装备体系。国产矿山机械设备包括破碎机、振动筛、分级机、输送机等约数百种、规格型号繁多、技术性能质量不断提高,涵盖矿山建设所需各个领域。每种机械种类丰富呈现多样化、系列化、智能化开发趋向,国内矿山机械设备的机械化程度不断提高。如破碎机可分颚式破碎机、反击式破碎机、复合式破碎机、圆锥破碎机等多种工艺技术,满足不同工艺特定矿山环境多样化性能需求。

2、尾煤泥干燥提质技术与装备

干燥是许多工业生产中的重要工艺过程之一,它直接影响到产品的性能、形态、质量以及过程的能耗等。干燥技术的覆盖面较广,从农业、食品、化工、陶瓷、医药、矿产加工等,几乎所有的产业都有干燥。尾煤泥干燥设备是由滚筒干燥机根据煤泥物理特性改进而来。国际上,尾煤泥干燥技术在1978年以前,只有前苏联做了大量的技术尝试,并成功的将干燥技术运用在了各工业领域。1978年以后,由于国际干燥会议的召开,才使人们认识到,干燥技术可跨越工业界限而相互交融,这使得各工业领域的干燥技术相互借鉴和运用,干燥技术从而得到了快速的发展。

我国五六十年代的煤炭干燥技术基本上都是引进的前苏联设备和工艺。自1987年我国拥有自主知识产权的干燥机技术与工艺在鸡西矿务局鸡西市选煤厂成功运行以后,就打破了干燥设备依赖进口的局面,1995年,在平朔安太堡煤用国有干燥技术改造了进口干燥设备,取得了巨大的成功,项目获得煤炭科学技术进步二等奖,1997年我国第一套尾煤干燥系统在峰峰矿务局孙庄煤矿成功运用,2003年尾煤干燥技术通过山东省科委技术鉴定,2008年超大型煤干燥设备在山东新汶矿业集团成功运用,随后,技术不断进步,并得到大量推广运用,取得了显著的社会效益和经济效益。至今,尾煤干燥技术已经成为洁净煤技术不可分割的一部分,也必将随着我国洁净煤技术的发展而迅速发展。

三、行业规模

1、矿山破碎机行业规模

近几年我国矿山、冶金等行业大力发展,对破碎机的需求量不断扩大,使得需求量持续增长,从下图可以看出,我国破碎机需求量由2012年的28.5万台增长到2015年的43.6万台。

数据来源:国家统计局,中国工程机械工业协会

2、尾煤泥干燥提质设备行业规模

我国是世界上煤炭清洁入选量最多的国家,目前我国规模以上(30万吨/年及以上)的选煤厂达到2000多座,原煤入选能力约为24亿吨,产生煤泥约为2亿吨左右。由于以往煤炭洗选粗放,对环境保护的重视程度不足,大量煤泥未经处理直接排放,造成了巨大的环境污染。随着我国对环境保护重视程度逐渐加深,在我国大力发展绿色矿山的背景下,尾煤泥干燥设备的使用率越来越高,经粗略估算,仅2014年全国尾煤泥干燥系统市场需求量就达一千台左右,以单套煤泥干燥系统价值1,000万元估算,尾煤泥干燥市场整体规模可达百亿级别,市场广阔。随着我国煤炭入洗率逐年提高,煤泥产生量逐年增长,尾煤泥干燥利用率进一步提升,尾煤泥市场规模在未来具有较大的发展空间。

四、行业价值链

矿山设备制造业产业链上游主要为成熟的机械加工业,公司生产的破碎设备、干燥设备可广泛应用于矿山、建材、道桥、水利等众多行业。

五、下游市场需求情况

1、以煤炭开采为主代表的采矿行业

国家统计局发布的《2015年国民经济和社会发展统计公报》数据显示,在主要矿产品产量方面,2015年,煤炭产量继续下降,原油、天然气等继续保持增长。原煤产量368485万吨,同比下降3.5%;天然原油产量21474万吨,同比增长1.7%;天然气产量1271亿立方米,同比增长2.9%;十种有色金属产量5090万吨,同比增长5.8%。因此,我国巨大的矿石产量对矿山破碎机形成强大而稳定的需求。

表:2015年我国主要固体矿产产量

产品名称

单位

产量

比上年增长(%)

一次能源

亿标准煤

36.0

0.5

原煤

亿吨

38.7

-2.5

粗钢

亿吨

8.2

1.2

黄金

458.1

5.5

十种有色金属

万吨

4380.1

7.4

磷矿石

万吨

12043.8

7.0

资料来源:国家统计局、中国黄金协会

煤炭作为我国的主要能源,有力地支撑了国民经济和社会长期平稳较快发展。2014年,我国原煤产量38.74亿吨,煤炭消费量41.2亿吨,煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重占到73.2%和66.0%,根据我国能源中长期发展战略,到2020年、2030年、2050年煤炭在我国一次能源结构中的比重还将保持在62%、55%和50%左右。当前,我国国内国四97#汽油零售价格约为7400元/吨,动力煤365元/吨,发电用天然气价格3.10元/立方米,折算成同等发热量价格综合分析,目前我国煤炭、石油。天然气比价为1:11.15:5.02,相当于煤炭价格是汽油价格的1/11,天然气价格的近1/5,因此,煤炭在未来很长时间内都是我国最经济的能源。

表:我国煤炭消耗量与占能源消耗比例

指标

2013A

2014A

2015E

2016E

2017E

2018E

2019E

2020E

假设基础

GDP实际增速

7.70%

7.30%

6.90%

6.70%

6.60%

6.50%

6.40%

6.30%

政府十三五目标

CPI

2.62%

1.99%

1.40%

1.20%

1.20%

1.20%

1.20%

1.20%

 

GDP (亿元)

58.80

63.61

68.96

74.46

80.32

86.57

93.22

100.28

 

单位GDP能耗

0.7090

0.6697

0.6303

0.5910

0.5516

0.5123

0.4729

0.4336

单位能耗递减

能源消耗量 (亿吨标准煤)

41.69

42.60

43.46

44.00

44.30

44.34

44.08

43.47

 

煤炭占能源消耗量比例

67.40%

65.90%

64.50%

63.40%

62.30%

61.20%

60.10%

60.00%

 

能源规划目标

煤消耗量(亿吨标准煤)

28.09

28.07

28.031

27.89

27.60

27.14

26.49

26.08

 

原煤消耗量(亿吨)

42.44

41.82

41.77

41.56

41.13

40.44

39.47

38.87

按h 1.5计算

原煤消耗量增速

3.08%

-1.44%

-0.14%

-0.49%

-1.05%

-1.68%

-2.38%

-1.54%

 

数据来源:wind、中国能源统计年鉴、国泰君安证券研究

2、以尾煤泥干燥为主的干燥提质

煤泥作为洗选过程中产生的副产品,因具有粒度细、持水性强、灰分高,且含有较多粘土等特点,给煤泥的综合利用带来了诸多不便。目前洗选厂的煤泥绝大部分都廉价售给当地农民,既污染了环境又造成了资源的浪费,煤泥的经济价值没有得到真正充沛的挖掘。面对日益溃乏的煤炭资源与居高不下的煤炭价格,煤泥烘干再利用迫在眉睫,煤泥干燥处置新工艺新技术就是为了解决煤泥由于高水分(20% -30%)而无法综合利用的问题。煤泥烘干机采取了将煤泥先破碎分散然后再热力干燥的新技术,使煤泥的处置实现了连续化、工业化和自动化。经煤泥烘干工艺处置后煤泥的水分可从 25%- 28% 降到 12%左右。由于在煤泥烘干工艺中引入了预破碎、分散、打散、防粘壁工序,煤泥的干燥效率得到大大的提高,也为煤泥烘干行业带了新活力。

3、基础设施建设方面

十八大以来,面对错综复杂的国际形势和不断加大的经济下行压力,我国不断推进结构性改革,适时出台了一系列稳增长、调结构的政策措施,使投资在稳增长中发挥了关键作用。国家统计局数据显示,2013-2015年,全社会固定资产投资累计达到152万亿元,年均增长14.6%。其中基础设施投资快速增长,2013-2015年,全国基础设施投资年均增长20%,基础设施投资占全部投资的平均比重为17.4%,比2012年提高1.2个百分点。

在公路、铁路应用方面,随着公路建设规划,筑路水泥等基础设施建设的发展必然拉动破碎行业的新增长。2016年政府工作报告中提出,2016年铁路固定投资完成8,000亿元以上,公路投资完成1.65万亿,新开工城市管廊2,000公里以上,以城市管廊为代表的新兴基建投资方向热度将持续提升;在水利方面,2016年将全力做好新开工的引江济淮等20项重大工程开工准备,确保在建重大水利工程投资规模保持在8,000亿元以上。

六、矿山破碎机与干燥提质设备相关行业政策

矿山破碎机与干燥提质设备的生产属于装备制造业范畴,装备制造业为我国工业的基石,在我国国民经济发展中起到支柱性地位,近年来我国发布的相关行业政策如下:

1、2009年国务院发布了《装备制造业调整和振兴规划》,该规划提出以千万吨级大型露天煤矿、大型金属矿建设为依托,大力发展新型采掘、提升、洗选设备,重点实现电牵引采煤机、液压支架、大型矿用电动轮自卸车、大型露天矿用挖掘机等设备的国内制造。

2、2011年工信部与机械工业联合会共同编制了《“十二五”机械工业发展总体规划》,该规划要求依托国家战略性新兴产业创新发展工程,加快发展目前严重依赖于进口的高端机械产品,将以前“吃不了”的需求变成“十二五”的增长空间;重点主攻高端装备产品,包括先进高效电力设备、大型石化设备、大型冶金及矿山设备等。

3、随着我国对循环经济的重视,2014年发改委、科技部、工信部等部门共同发布了《重要资源循环利用工程(技术推广及装备产业化)实施方案》,该方案大力推广产业废弃物资源化利用,并计划到2017年,在共伴生矿产资源、尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼渣、工业副产石膏、赤泥、建筑废物等领域研发 60-70 项具有自主知识产权的技术、装备,推广50-60项先进适用技术、装备。

4、我国不断推动煤炭绿色环保利用,鼓励资源的高效绿色利用。2013年发改委发布的《产业结构调整指导目录(2011年本)(2013年修正)》对国家鼓励类、限制类及淘汰类产品进行了分类。其中尾煤泥干燥设备属于鼓励类项下“三、煤炭”项中的“7、煤矸石、煤泥、洗中煤等低热值燃料综合利用”以及“三十八、环境保护与资源节约综合利用”之“27、尾矿、废渣等资源综合利用”。矿山破碎机设备属于“36、高效、节能、环保采选矿技术。”

七、行业发展有利与不利因素

1、行业发展不利因素

(1)下游破碎市场需求的稳定增长

根据近几年我国工业的发展,矿山机械破碎机行业已成为工业化进程中的重要产业。随着我国城镇化建设进入全面发展时期,作为高铁发展中的基础材料——砂石骨料的生产产业也随之发展,破碎机设备企业迎来前所未有的机遇。在矿山应用方面,广阔的矿业市场将推动矿山设备持续快速发展,从而增大对破碎市场需求。其次,在公路、铁路应用方面,随着公路建设规划,筑路水泥等基础设施建设的发展必然拉动破碎行业的新增长。还有,在化工和水利等方面,未来几年也将会保持快速的增长,对破碎的需求也将会不断快速的增长。

(2)破碎机设备更新换代需求增长

从使用寿命来看,破碎机由于长期处于交变应力、高温高湿等恶劣使用环境,易损件如破碎齿等更换周期约为一年,整机经济使用寿命约为十年。因此随着2002年起的煤炭行业复苏和持续增长,十余年前投入使用的破碎机现在面临着超龄运转,整体趋于老化的问题,经估算目前我国每年需更换的破碎机约为破碎机需求总量的20%,有着大规模更新换代的潜在需求。

(3)国家对节能环保重视程度加深

随着我国对环保重视程度加深,机械设备的性能已经和环境建设紧密的联系在一起,这就要求破碎机和干燥设备制造厂家在进行设备生产的时候,使用环保材料,并设计生产绿色环保、降低能耗的设备。例如,在干燥设备上,现在的干燥系统都添加了除尘净化系统,所以大大降低了设备的污染程度,响应了国家对环保节能的要求。随着国家环保意识增强,将会带动整个破碎机和干燥设备行业朝着更加规范化的道路上发展。

2、行业发展不利因素

(1)与进口设备相比仍有一定差距

国内目前使用的破碎机主要有颚式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机。限于技术条件、数据、经验等因素,国产的机械设备在作业的性能及稳定性上都不如国外的品牌设备。纵观国内市场发展现状,在高端市场的流通的产品都是国际进口的品牌。目前,高产、高效、高科技的破碎机在我国只有少数厂家生产,与发达国家相相比,总体竞争和发展后劲仍无法与发达国家相抗衡,目前国内高端用户和出口产品配套的基础零部件主要依靠进口。

(2)行业总体集中度不高

破碎机和干燥设备行业在发展初期时,由于采取粗放竞争模式,导致存在许多规模小、技术水平相对落后的企业。这些小型企业数量众多,产品仿制程度很高,自主科研创新能力较差,大大降低了行业的整体集中度。并且,由于整个行业缺乏大中型实力型企业和领军企业,使得新产品开发和技术改造的投入相对不足,进程也十分缓慢。所以,行业集中度不高成为限制发展的一个重要因素。


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