报告发布方：中金企信国际咨询《中国MVR设备行业企业竞争力、区域运行分析及前景展望（2024版）-中金企信发布》

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（1）MVR行业发展概况：

①MVR设备发展概述：MVR（机械式蒸汽再压缩）设备是一种新型高效节能蒸发设备，采用低温与低压蒸汽和电能作为清洁能源，产生高温蒸汽，将媒介中的水分分离出来，是替代传统蒸发器的升级换代产品。MVR技术作为目前国际上较为先进的蒸发技术，被广泛地应用于化工、轻工、食品、制药、海水淡化以及污水处理等领域。

第一次工业革命末期，已经出现机械蒸汽再压缩的概念，但当时的压缩技术尚未成熟，同时工业生产所需能源供应充沛，所以这种节能技术并没有引起世界范围的重视。随着第二次工业革命进入尾声，1917年瑞士企业Sulzer-EscherWyss初步制造了一个简单的MVR系统，首次实际运行则是1925年由奥地利Reichenhall公司完成的。进入第三次工业革命，MVR技术开始在国外用于生产，代表性企业为德国GEA公司，该公司于1957年开发了MVR蒸发系统，后来逐步完善该系统并对其进行了商业化发展。20世纪70年代后，石油危机造成了世界范围的能源紧缺和价格飞升，具有极高节能性的MVR技术开始吸引各地研究者的目光，发展速度加快并且有了数量可观的实际应用。在此之前的操作系统只适用于中小规模生产，而到了80年代开始出现大规模装置及多效装置，90年代的MVR技术迅速发展，现在已经向大型化和多效化进步。

21世纪以来，在发展起步较早的地区，MVR技术已经应用的相当成熟，应用范围也越来越广，例如美国的GE及Aqua-Pure公司、德国GEA公司、以色列IDE公司、德国MANDiesel&Turbo公司等，已经拥有丰富的MVR系统设计装配经验，对系统中核心设备的制造技术也比较擅长，其产品在世界范围内的食品药品行业、化工行业以及制盐行业等都得到了普遍应用，同时以伊朗为代表的部分中东国家则将MVR技术成功运用到了海水淡化上，MVR技术已经在国外的水处理领域占据了一席之地。

根据中金企信统计数据，2014年全球MVR蒸汽机械市场规模为129.5亿美元，2019年市场规模达到168.8亿美元，2014-2019年实现复合年均增长率为5.44%。

我国针对MVR技术的相关研究起步较晚。随着国民经济的快速发展和环保节能要求的日益突出，MVR的使用和推广也逐渐成为相关行业的潮流。MVR设备自2008年左右进入国内市场。其中，2008-2013年为MVR行业基础期，国内较早一批用户以观望的态度引进了MVR技术与设备。2013-2018年，是MVR行业的黄金发展期，行业爆发式增长，大量企业涌入MVR行业。

近几年来，由于环保政策趋严，尤其是“碳达峰、碳中和”目标的提出，MVR蒸发设备因其显著的节能性得到大量的推广，不断拓展应用领域，国内也因势成长了一批MVR系统厂商，目前已成长为拥有百亿级规模的市场。可以预测，随着中国政府对节能减排政策的深入贯彻和企业面对越发激烈的市场竞争环境，将有更多的制造企业采用MVR蒸发技术来替代传统蒸发技术。

随着MVR设备近年来在下游领域的大量应用，接下来MVR行业将进入沉淀期。行业会出现洗牌，技术与专注度不够的企业将面临出局，拥有核心技术并能提供及时、完善的售后服务的企业将脱颖而出，占领更多的市场份额，并引领MVR行业未来的发展趋势。2019年我国MVR蒸汽机械行业市场规模为158.8亿元，同比2018年的137.2亿元增长了15.74%，作为MVR系统中最关键的核心设备，蒸汽压缩机精密昂贵。

过去，因国内MVR企业还不能完全自行设计及制造压缩机，MVR压缩机主要依赖进口，造价较高，这也成为阻碍我国MVR行业快速发展的瓶颈之一。近年来随着国内企业技术的提高，MVR压缩机国产化取得进展，我国MVR压缩机行业发展将从初创期走向成长期，市场前景广阔。2014年我国MVR压缩机行业市场规模为31.3亿元，到2019年增长到49.5亿元。

②蒸发浓缩分离技术发展概述：早期的蒸发浓缩分离设备采用单效蒸发技术，其后于20世纪初逐步发展到多效蒸发技术、多级闪蒸技术、热力蒸汽再压缩技术（TVR）、最后到机械蒸汽再压缩技术（MVR）。

a.单效蒸发技术：单效蒸发是最基本的蒸发过程。高温高压水蒸气通入蒸发器后通过间壁换热方式加热原料稀溶液至沸腾，原料液中水分蒸发，完成浓缩或干燥，二次蒸汽直接排放。单效蒸发系统的蒸发器内，待浓缩的稀溶液送入蒸发器壳侧，高压蒸汽在管内凝结放热，稀溶液吸热沸腾，溶液中水分汽化后排出，被冷却并收集，溶液浓度升高达到要求后从蒸发器的底部排出，完成蒸发过程。单效蒸发只注重浓缩过程中原料液的水分蒸发，没有考虑对二次蒸汽的回收和利用，造成二次蒸汽中蕴含潜能的极大浪费。单效蒸发系统示意图如下所示：

b.多效蒸发技术：多效蒸发是在单效蒸发的基础上发展而来的，单位产品的蒸汽消耗相比单效蒸发明显减少。多效蒸发系统中多个蒸发器首尾相连，前一效的二次蒸汽还可以用于下一效蒸发过程的加热，将单效中的大温差一次蒸发变为连续多次的小温差蒸发，从而实现蒸发的次数增加，有效利用二次蒸汽中的余热。末效的二次蒸汽虽然携带有汽化潜热，但由于压力和温度过低，无法直接利用，仍存在一定的浪费。多效蒸发系统中，各效蒸发器内的压力和蒸发温度逐渐降低。消耗1kg单位高压蒸汽所完成的蒸发水量，对于单效蒸发为0.91kg，双效蒸发为1.76kg，三效蒸发为2.5kg5。由此可知，随着效数增加，蒸气节约越多，但设备费用也在增加，因此不是效数越多越好，最适宜的效数应是设备费用和操作费用总和最小。多效蒸发系统示意图如下所示：

c.多级闪蒸技术：多级闪蒸技术与多效蒸发原理相似，是将低浓度原料液经预热器加热到一定温度后，依次进入多个压力逐级降低的闪蒸罐，相应压力要低于待蒸发原料液温度所对应的饱和蒸汽压，从而实现溶液在相应闪蒸罐内的汽化。多级闪蒸的驱动力是压差，即当进入闪蒸罐内原料液温度高于罐内压力对应的水蒸气饱和温度，就有闪蒸现象发生。由于罐内压力可以通过真空泵以较低能源成本获得，相邻两级可设计比较小的温差，同样的预热温度可以实现更多蒸发级数。多级闪蒸系统示意图如下所示：

原料液先由闪蒸汽预热，在加热器内进一步被蒸汽加热，达到设定温度后进入一级闪蒸室，完成闪蒸后的母液温度降低，排入二级闪蒸室。因二级闪蒸室压力较一级闪蒸室低，原料液可继续闪蒸。第三级闪蒸室产生的二次蒸汽通过抽真空系统持续排出以保证系统各级闪蒸室的真空度。排出的二次蒸汽虽然温度和压力都较低，却携带了大量的汽化潜热，仍存在较大的热能浪费。

d.热力蒸汽再压缩（TVR）：热力蒸汽再压缩（TVR）是在传统蒸发工艺基础上，对二次蒸汽进行部分利用，其节能率可达到35%左右6。TVR系统正常运行过程中，需要消耗一定量的高压蒸汽，使低压蒸汽的压力和温度可以得到提升，其核心部件是引射器。引射器是根据特定工况设计，当工况发生改变时，引射器效率会降低。在TVR系统内，高压驱动蒸汽通过喷嘴后达到极高的速度，压力降低到被引射的闪蒸气压力以下，被引射蒸汽抽吸到混合段进行充分混合，混合蒸汽进入扩压管后，随着流通截面积的逐步增大，蒸汽流速逐步降低，蒸汽动能逐步转化为势能，压力得以恢复。热力蒸汽再压缩系统示意图如下所示：

引射器由喷嘴、引射室、混合室、扩压室组成。当供应蒸汽的压力、温度均大于工艺需要时，蒸汽压缩式喷射器可以使用。一般情况下，喷管效率约为95%，混合效率约为90%，压缩效率约为90%。根据能量守恒原理，TVR系统需要高压蒸汽作为充分条件，且只能部分回收余热。以淀粉制糖液化工艺中的TVR为例，驱动蒸汽压力为1MPa，温度为210℃，流量为1.63t/h，被引射蒸汽压力0.085MPa，温度为95℃，流量为0.59t/h。在混合室内充分混合后，混合气体经扩压段内扩压后混合蒸汽压力为0.35MPa，温度为170℃，流量为2.22t/h7。

e.机械蒸汽再压缩（MVR）：机械式蒸汽再压缩（MVR）技术是利用电机驱动蒸汽压缩机工作，不需要消耗新的蒸汽，在干燥、蒸馏等过程中节能效果非常明显。用于MVR系统中的蒸汽压缩机类型主要有离心式和罗茨式蒸汽压缩机两种。二者的主要对比如下：

罗茨式蒸汽压缩机容积流量小、噪声大、密封要求高、调节困难。调节过程中系统不稳定，随着压比的增大系统效率显著降低。因此，罗茨式压缩机主要适用于流量稳定、升压比大的小型系统。而离心式蒸汽压缩机虽然单级压比小，但容积流量大、振动小，能适用于大吨位的液体蒸发，在MVR系统中应用广泛。

在离心式压缩机中，最关键的部件为叶轮。压缩机工作时，低压蒸汽被吸入离心式压缩机后，在高速旋转的离心机叶片间获得较大的动能离开叶片通道后，在离心力的作用下被甩入扩压器中，在扩压器内蒸汽的动能转换为压力势能。气体被甩到后面的扩压器中后，在叶轮吸入口处形成负压，环境气体被持续吸入叶轮。因蒸汽在压缩机叶轮的通道中流速很高，且叶片对工质中的雾粒敏感，因此叶片材质不但要有一定的刚度和强度，还要耐磨。在远离设计工况时，离心压缩机还会出现喘振的现象，因此，叶轮的设计至关重要，壁垒很高。

目前，国内大部分工业企业采用的仍是多效蒸发器。比较成熟的多效蒸发技术一般是做到四效，四效后蒸发的边际效果就显著下降。相比较而言，MVR蒸发技术由于使用清洁能源，且节能效果非常显著，是传统的多效蒸发技术非常好的替代。虽然，目前蒸发器市场的产品结构依然是以传统多效蒸发器为主和部分MVR蒸发器为辅，但随着市场对MVR蒸发器的认识和了解日益提高，以及产品替代导致的节能设备及能耗价格下降，MVR蒸发器逐渐取代传统的多效蒸发器将成为市场发展的必然趋势。

（2）市场需求状况及未来发展空间：MVR技术是目前国际上较为先进的蒸发结晶技术，以其使用清洁能源、环保无二次污染等特点而被广泛地应用于化工、新能源、食品、制药、海水淡化以及污水处理等领域。

从需求分布区域来看，MVR蒸汽机械的需求主要来自华东地区，其需求占整体需求总量的一半左右，华南地区的需求约占整体需求的20%左右。从需求领域来看，石化行业是我国MVR的主要应用领域，占比达27%左右。其次是医药行业，占比为22%。

中国作为“世界工厂”，是能源能耗大国。中国每万元GDP的能耗是国外发达国家的2.4倍。随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，在节能减排日益突出的今天，国内市场为清洁能源的产品发展提供了广阔的市场空间。中国目前约有10亿吨传统蒸发设备亟待改善，如果都用MVR节能蒸发设备替换，一年可以为国家节约1亿吨标准煤，减排2.7亿吨二氧化碳。因此，在促进传统高耗能制造业转型升级的过程中，MVR将会迎来大量的系统改造需求。另外，随着绿色制造标准不断提升，MVR蒸发系统亦被视作众多企业的“标准配置”，MVR蒸发系统将迎来新一轮市场扩容潮。

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