影响纯水设备的市场价格的因素很多,主要由设备规格(产水量),设备品牌,设备材质,设备工艺,市场因素等多方面组成。其中设备规格,设备材质,设备工艺,设备品牌决定了设备的基础成本,相对比较稳定。而市场因素,相对比较复杂,波动较大。本文先从设备成本入手,最后结合个人的一些市场认知做一定的总结。
纯水设备的基础成本主要有以下几方面:
设备规格:简单理解为工艺要求+产水量,设备生产的前提。
设备材质:设备中的水箱,管道,膜壳等部分,受材质选择的影响很大。PE水箱VS不锈钢(无菌)水箱,UPVC管道VS不锈钢(卫生级)管道,玻璃钢膜壳VS不锈钢膜壳等
材质变量中影响最大的就是水箱及管道。常规配置为PE+UPVC,中高配置为不锈钢管道+不锈钢(压花)水箱,高配为卫生级不锈钢管道+不锈钢无菌水箱。相对于后两者,常规配置的水箱及管道占成本比例较低,而高配的情况下,成本占比较高,特别是当品牌变量选择是常规配置的时候,占比甚至可以达到一半以上。
设备品牌:此处的设备品牌为设备配件的厂商品牌(下同),而不是设备综合厂商的品牌。而设备品牌也分为核心(设备)品牌和配件(设备)品牌。核心品牌主要包括为泵,RO膜,EDI装置,抛光树脂等。配件品牌主要包括为电导率仪,PLC程序,加药泵等。两者主要差距为前者对设备运行起决定性作用,后者对设备的运行起辅助作用,且相对成本占比较低。
品牌主要分为两部分,一部分是核心品牌,一部分是配件品牌。其主要对比如下
核心品牌:
南方泵(国产优质)VS格兰富泵(进口)
汇通RO膜(国产优质)VS陶氏,海德能RO膜(进口)
艾孚尔EDI(国产优质)VS西门子EDI(进口)
争光抛光树脂(国产优质)VS杜笙抛光树脂(进口)
配件品牌:
电导率仪,pH计等(国产优质)V美国GF电导率仪,pH计等(进口)
PLC程序(国产优质含港台)VS西门子PLC程序(进口)
核心品牌部分不管是国产优质还是进口,价格市场透明度高,基本属于一分钱一分货的存在,不存在价格认知误差。同等规格进口泵,RO膜,EDI,抛光树脂分别为国产优质品牌的2.5倍,1.5倍,2倍和2倍。
配件品牌部分国人的认知度低,需求也不高,但是一旦选用,成本占比也很大幅度上升,特别是小型多级设备的电导率仪如果选择进口品牌的情况下,一会儿案例中有体现。
除了以上这些变量因素以外,设备组成还有一部分是相对成本固定,或者琐碎的部分,分别归纳为线性部分和辅材。
线性部分:主要是各种过滤罐和精密过滤器,此类设备主要跟设备规格有关,线性关系明显。成本相对好计算,且材质如果没有特殊要求,改变的可能性不大。
辅材:各种过滤器填料(不含抛光树脂),设备支架,各种无指定品牌的开关,流量计,加药箱等。此部分成本相对较难估算,但是占比有限,误差不大。辅材及配件品牌部分存在交叉,未指定高价进口品牌的辅材除了电导率仪和PLC程序,基本都可以属于辅材。
有了上述的基本概念,我们在结合实际成本核算案例及计算公式做一些分析。
我们选用以下几种常见设备规格(不同工艺+不同产水量),分别选配常规配置,单独材质优化,单独核心品牌优化,顶配配置等四个不同配置做分析对比。
设备工艺:一级RO纯水,二级RO纯水,二级RO+EDI纯水(纯化水及高纯水配置),18M超纯水(二级RO+EDI+抛光树脂,以下简称超纯水),分别简称ABCD工艺。
设备产水量:1T/H, 5T/H, 25T/H。其中1T/H设备作为基本对比量,方便计算。5T/H的设备,不管是大型设备的膜壳选择(多选用5的倍数膜壳,原因复杂,跟端流,膜压差等有关),同时5T/H的一级RO设备,跟2T/H的二级RO设备有很多类似的地方(前处理部分几乎一致,多了二级高压泵及中转水箱),可以做交叉对比。而25T/H的设备,特别是25T/H超纯水的设备有典型的大流量设备的特征,可以给大设备需求者一定的参考。
配置组合:常规配置(PE水箱,UPVC管道,南方泵,汇通RO膜,艾孚尔EDI等国产优质),材质优化(选用304不锈钢),核心品牌优化(选用格兰富泵,陶氏RO膜,西门子EDI,杜笙抛光树脂),顶配配置(材质不锈钢,核心进口,配件进口),分别简称GXYZ配置。
不同工艺,产水量,配置组合,一共有48种。为了方便表达,用以下组合解释:
AG1:1T/H 一级反渗透常规配置,产水量1T/H
BG5:5T/H 二级反渗透常规配置,产水量5T/H
CX25:25T/H 二级反渗透+EDI不锈钢配置,产水量25T/H
DZ25:25T/H 18M超纯水顶配配置,产水量25T/H
在一级RO工艺状态下,假设规格为产水量X(T/H)
线性部分:石英砂,活性炭,软化器,小型(30吨以下)以玻璃钢为主,大型(30吨以上)以碳钢为主,精密过滤器不锈钢为主。此部分设备线性关系明显,大概公式如下
玻璃钢石英砂(含填料):260X+20X=280X 碳钢石英砂=1080X
玻璃钢活性炭(含填料):260X+40X=300X 碳钢活性炭=1120X
玻璃钢多介质(含填料):260X+40X=300X 碳钢多介质=1120X
玻璃钢软化器(含填料):260X+160X=420X 碳钢软化器=1360X
精密过滤器:袋式过滤器(5-200微米)和PP棉滤芯过滤器(0.1-10微米)。过滤袋和滤芯都很便宜,算成本的时候统一算在辅材里面。
袋式过滤器:一个一号袋15T/H流量,一个二号袋30T/H流量。小流量只能用PP棉滤芯过滤器。
单袋一号袋(普通法兰)961.00元
单袋二号袋(普通法兰)1156.00元
2袋(普通法兰)4303.00元
3袋(普通法兰)4745.00元
4袋(普通法兰)5925.00元
5袋(普通法兰)6998.00元
6袋(普通法兰)8660.00元
PP棉滤芯过滤器:
10寸3芯(1.5吨)280.00元
10寸5芯(2.5吨)330.00元
20寸3芯(3吨)340.00元
20寸5芯(5吨)380.00元
20寸7芯(7吨)525.00元
30寸5芯(7.5吨)515.00元
30寸7芯(10.5吨)600.00元
40寸5芯(10吨)620.00元
40寸7芯(14吨)780.00元
40寸10芯(20吨)1760.00元
40寸15芯(30吨)2680.00元
40寸20芯(40吨)3750.00元
40寸27芯(50吨)3980.00元
40寸36芯(60吨)4960.00元
40寸40芯(80吨)5700.00元
40寸50芯(100吨)6280.00元
材质部分:材质主要相关的为水箱,管道和膜壳。
水箱部分:单个水箱,T为单个水箱实际吨位。一级RO设备,原水箱T1=2X,中转水箱T2=2X,纯水箱T3=X。
备注:大流量(≥20T/H)情况下,原水箱和中转水箱可以设计为1/2或者1/3流量大小的,纯水箱和终端水箱一般等于流量大小。客户有要求或者场地允许的情况下,都按照每小时流量大小设计。进水量小于6T/H的设备,不需要中转水箱。
单个PE水箱线性公式:500T
单个304SUS水箱线性公式:3000+2500T
举例:AG1PE水箱=500*2+500*1=1500元
备注:316LSUS材质较304SUS又要贵将近50%,同时同级别材质下是否是无菌级,价格也有差距,不做单独介绍。高端材质及无菌要求,往往和高工艺要求及高品牌要求同时存在,而统一归类为顶配设备。
管道部分:管道部分的线性关系是非连续性的,DN25,DN32......DN300等。但是从一定的数学逻辑角度来看,模拟成线性的关系如下:
UPVC /DN25管道=1.6/米,默认一级RO为100米管道=160元,随规格管道口径变大,价格略有提升。
304SUS/DN25管道=18元/米,默认一级RO为100米管道=1800元,随规格管道口径变大,价格略有提升。
进口PVDF/DN25管道=20元/米,一般只用在超纯水末端,用量有限,不做对比考虑。PVDF市场价150-200元/千克。
流量=管道横截面积*流速。
管道横截面积=管道内径的平方*3.14/4。
由上面两式可知:在流速不变的情况下,流量与管道的横截面积成正比,即流量与管径的平
方成正比。304不锈钢管重量的计算公式是以不锈钢密度为基础,通过管子长度、外径和壁厚等参数计算得出的。其中,不锈钢密度为7.93 g/cm³,计算公式为:
重量 = π *(外直径 厚度) * 壁厚 * 长度 * 7.93
同等材质下,DN32和DN25,厚度3mm,管道的重量比=(外直径1-壁厚)/(外直径2-壁厚)=(内直径1+壁厚)/(内直径2+壁厚)=35/28约等于内直径1/内直径2,管道重量跟管道直径近线性关系。
综上所述:流量与管径的平方成正比,而重量跟管径成正比,流量跟重量的平方成正比,当材质重量决定价格的情况下。流量(X)跟价格的平方成正比,随着流量增大,价格以根号X的比例增加。举例:一吨价格1.6/米,三吨的价格为3的开方*1.6约等于2.7元/米。同理25T流量的管道价格为5*1.6=8元/米。所以一级RO设备25t/h流量下的UPVC管道成本为8*100=800元。在整个设备体系中价格占比很低,UPVC材质管道价格可以忽略。同时如果是304SUS材质(AX25设备),成本为18*5*100=9000元,虽然成本占比还是有限,但是已经到了不能简单忽略的程度。
默认一级RO为100米管道,二级RO为200米,二级+EDI为250米,18M超纯水为300米长度。
一级RO设备管道成本公式如下:
UPVC=160*X^(1/2)
304SUS=1800*X^(1/2)
膜壳部分:RO设备的膜壳一般有R8040-N(1-7),配置的时候往往取整数倍,或者膜壳总容量略大于实际膜总数。中等规格设备(20-100支膜),一般采用8040-5膜壳,设备比例较和谐也方便计算。
单只膜壳价格如下:
玻璃钢8040-1到8040-7的价格分别为1600,1940,2270,2610,2945,3280,3620
304不锈钢8040-1到8040-6的价格分别为2340,3220,4100,4980,5860,6730
膜壳的数量=X/型号N,取整数。
比如:12支膜,选用3支8040-4膜壳。为什么不选用4支8040-3膜壳呢?
选用3支膜壳,刚好可以组成2:1的二段式组合(多级及多段组合参考前文),30支膜,选用6支8040-5型号膜壳。采用4;2的组合方式。理论上膜壳数量越少,成本越低(5支8040-6比6支8040-5更便宜),但是组合方式更主要。
膜壳的线性公式
单支玻璃钢:1260+340X
多支玻璃钢:1260+340X+1260*⌊X/N-1⌋(向上取整,下同),N为膜壳规格
单支304SUS:1460+880X
多支304SUS:1460+880X+1460⌊X/N-1⌋,N为膜壳规格
多支膜壳公式适用单只膜壳,所以公式可以统一为多支膜壳公式。
备注:一般3T/H产水量及以下的设备,多选用4040膜(产水量相当于8040膜的1/4,0.25-0.3T/H产水量),多支4040膜相对于1-2支8040膜,可以更好的组合成多段式组合,提升纯水制备比例(50%提升到75%左右),同时设备分布及大小也会更合理,美观。同等品牌状态下,4支4040RO膜加膜壳的价格略高于一支8040RO膜+膜壳,贵大约25%-30%。
品牌部分:核心品牌+配件品牌
核心品牌:泵,RO膜,EDI,抛光树脂
泵:泵的型号一般参照供应商参数选择型号,线性关系不明显且复杂。通过经验计算最后得出公式。泵分高压泵和输送泵。
一级RO:2输送泵+1高压泵
二级RO:2输送泵+2高压泵
二级RO+EDI:3输送泵+2高压泵
二级RO+EDI+抛光:4输送泵+2高压泵
RO膜:8040膜简单的线性关系
汇通8040:2400X
陶氏4040:3600X
EDI装置:艾孚尔VS西门子
艾孚尔:9000+4500X
西门子:15000+8000X
抛光树脂:国产VS杜笙
国产树脂:750X
杜笙树脂:1580X
推到公式如下:
国产:35-45元/L
杜笙:85元/L
流量X=ΠR^2*流速(取18m/H),填充体积=ΠR^2*2/3h(罐体高度)
抛光树脂罐体多采用1054/1254罐体,流量不够时多并联增加流量。罐体高度1450mm是统一的。流量X情况下,填充体积为18.6L。市场上一般认为1L抛光树脂超纯水处理量为60-70L,跟计算结果切合。
配件品牌:国产优质VS美国GF
配件设备使用数比较固定
电导率仪:套数=级数(核心设备数)。
PLC程序:1套,国产的2500,西门子的5000-10000。
pH计:数量若干(单价一般,不单独计算公式)。
国产电导率仪:3000一套
GF电导率仪:6500一套
一级RO设备不同配置价格对比:

标记部分为高配部分
通过表格我们发现几个简单的结论
一:材质优化对设备成本影响极大
顶配情况下,材质优化后的成本占比由21.11%(常规配置平均成本占比,下同),提升到了34.80%,增幅比例达到了64.9%,同时其他部分成分占比都被不同程度挤占。而在只选择材质优化的情况下,选择不锈钢更是让成本占比由21.11%提升到了54.91%,非常夸张的比例,几乎整个设备都在为几个水箱买单。
反映到现实生活中,就会发现在同等设备规格条件下,医用及食品等行业需要的纯水设备,价格会大幅度上涨!如果是选用316L无菌水箱,卫生级不锈钢管道情况下,设备成本可以达到常规配置的3.5倍,甚至更高。非必要情况下,不必要选择不锈钢材质,会大幅度提高设备成本和采购价格。
二:核心(设备)品牌优化的是否值得选择?
在顶配情况下,核心品牌高配的成本占比37.44%,与常规(国产优质)品牌在常规配置中的成本占比43.12%相比略有下降,这其中主要由材质优化造成的。
而在只选择核心设备高配的情况下,其成本占比从43.12%提升到64.93%,成本占比提升明显。但是考虑到此部分配置近乎一半的成本占比是耗材,后期可以在更换周期及费用,稳定性等方面得到弥补。考虑到泵和耗材对系统综合成本的提升比例分别为19.8%和10.3%(此部分数据在表格中无法体现)。在预算条件允许的情况下,个人建议选用进口RO膜,有条件选用进口EDI和抛光树脂,对泵的选择持观望态度。
备注:表格是供应商采购价数据表格,其中部分数据无法自洽上面的简易推导公式。
根据一级RO设备的相关公式,推导出二级RO设备跟产水量X的相关公式如下。
线性部分:过滤器,小型(30吨以下)以玻璃钢为主,大型(30吨以上)以碳钢为主,精密过滤器不锈钢为主。
玻璃钢石英砂(含填料):390X+30X=420X 碳钢石英砂=1620X
玻璃钢活性炭(含填料):390X+60X=450X 碳钢活性炭=1680X
玻璃钢多介质(含填料):390X+60X=450X 碳钢多介质=1680X
玻璃钢软化器(含填料):390X+240X=630X 碳钢软化器=2040X
水箱部分:单个水箱,T为单个水箱实际吨位。二级RO设备,原水箱T1=2X,中转水箱T2=2X,纯水箱T3=1.5X,T4=X。
备注:大流量(≥20T/H)情况下,原水箱和中转水箱可以设计为1/2或者1/3流量大小的,纯水箱和终端水箱一般等于流量大小。客户有要求或者场地允许的情况下,都按照每小时流量大小设计。进水量小于6T/H的设备,不需要中转水箱。
单个PE水箱线性公式:500T
单个304SUS水箱线性公式:3000+2500T
举例:BG1PE水箱=500*2+500*1.5+500*1=2250元。
管道部分:默认一级RO设备,管道100米,二级RO设备管道200米。同规格下二级设备的进水量是一级设备的1.5倍。
得到二级RO设备的管道线性公式如下:
UPVC管道=320*1.22*X^(1/2)=390*X^(1/2)
304SUS管道=3600*1.22*X^(1/2) =4390*X^(1/2)
膜壳部分:二级RO设备的膜壳分为前段和后端。前段等于1.5X膜壳分布,后端的膜壳分布跟同等一级RO设备相同。
玻璃钢膜壳:1260+340*1.5X+1260*⌊1.5X/N-1⌋+1260+340X+1260*⌊X/N-1⌋
=2520+850X+1260*(⌊1.5X/N-1⌋+⌊X/N-1⌋),N为膜壳规格
304SUS膜壳:1460+880*1.5X+1460⌊1.5X/N-1⌋+1460+880X+1460⌊X/N-1⌋
=2920+2200X+1460*(⌊1.5X/N-1⌋+⌊X/N-1⌋),N为膜壳规格
核心品牌部分:RO膜
汇通膜:2400(X+⌊1.5X⌋)
陶氏膜:3600(X+⌊1.5X⌋)
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