美國水力協會對泵系統優化的定義如下：“識別、理解并有效地消除不必要的損失，同時減少能源消耗，提高泵系統的可靠性，以滿足工藝要求，并在泵系統的經濟壽命期內最小化所有權成本。”

實現這一目標是一個多步驟的過程。為了在優化清潔水泵系統的同時挖掘能源效率潛力，公用事業部門應關注以下幾個方面：

縱觀全局

美國能源部2002年的 “電機市場評估 ”確定，在所有類型的流體系統中，泵送系統具有最大的優化潛力，其潛在節電率高達 75%，平均凈節電率為 20.1%。

保持支出與產出之間的平衡和相關性至關重要：無論是減少支出還是增加產出都能促進優化。然而，如果水泵系統能夠在不影響可靠性或產出的情況下，通過減少水和能源消耗來最大限度地降低公用事業成本，那么優化就實現了。

電力公司可以通過補貼評估費用和提供返利來激勵系統優化，返利包括節能升級的部分費用。事實上，HI最近推出了數字資源，以協助電力公司建立和維護激勵計劃，幫助全面降低能耗。

要知道，所有泵的選擇都是為了滿足系統要求，而不是相反。一旦確定了應用，工程師就可以評估標準，不同用途的標準差異很大。例如，用于抽取飽和水的冷凝泵與冷卻水泵所需的流速和設計屬性就不同。任何系統所需的能耗都取決于整個系統的流量，包括壓力（揚程）和泵的運行頻率。

說到泵，公用事業部門節省的能源和成本會因不同環境下的各種因素而有所不同，但正確選擇泵并確保其具有 HI 能源評級標簽會增加節省的能源和成本。

通過審查整個系統而不僅僅是單個泵，工程師和規范制定者可以為選擇適合應用的泵或系統以及適當的控制方法奠定基礎，從而管理能源流并確保可靠性。

建立最佳評估

要實現現有泵系統的優化，必須從評估開始。適當的評估可提供大量結果，證明改進系統設計、控制、運行和維護的成本合理。為優化泵系統而進行的改進可以降低系統揚程（壓力）、減少系統流速或運行時間、提高設備或控制效率，以及/或改進安裝、維護或操作程序。

這種評估應該分為三個層次進行。

首先，紙質審核從預篩選和收集泵系統的信息開始。這些數據來自設備信息、控制方案、操作參數、可靠性問題和性能曲線。有了這些信息，就可以量化節能潛力，并推薦進行第二級或第三級評估。

二級評估需要在特定時間內對系統進行物理測量，以提供系統運行狀況的快照。但需要注意的是，對于流量或壓力隨時間變化很大的系統，二級評估是不夠的。

三級評估包括較長期的系統測量，以確定系統在一段時間內的運行情況。該評估記錄了系統的變化情況，以便全面了解情況。這種評估是通過使用現場監測和任何可用的歷史現場數據來完成的。

將能源效率作為成本評估的一部分

不同環境下的各種因素都會影響節能效果，從而帶來長期的可觀成本節約潛力。前期成本往往會阻礙規范制定者考慮泵在整個生命周期內的總體節能效果。

對于一個典型的泵送系統，65%的總擁有成本（TCO）與能源和維護有關，而初始成本僅占 10%。例如，軸承間雙殼體多級泵 (BB5) 的成本高于軸向剖分多級泵 (BB3)，但BB5在高壓和高溫應用中具有高可靠性。如果試圖通過擴大 BB3 泵的壓力和溫度范圍來降低前期成本，可能會因維護成本而導致總擁有成本大大增加。提高泵的能效也能大大節省水電費。為幫助根據系統要求確定最高效的泵，美國液壓學會 (HI) 提供了一個能源評級數據庫，用于選擇 200馬力以下的泵類型。

組建評估團隊

要知道，在進行泵系統評估和評價時，合作是必不可少的。由于此類系統的復雜性，評估團隊應由具有跨職能背景的人員組成，其中包括：

? 擁有管理支持、總體責任和所有權的主辦機構代表

? 具有廣泛泵系統分析能力的評估工程師

? 系統流程、操作和功能方面的專家

? 維護實踐和歷史方面的專家

? 能夠為團隊提供成本數據的專家

有一些經過認證的專業人員可以在這方面提供幫助，他們被稱為泵系統評估專家 (PSAP)。這些專家已完成 HI 的 PSAP 計劃，該認證計劃為泵系統評估學科和泵系統優化技術的使用設定了標準。獲得 PSAP 認證的專業人員已經證明，他們具備進行高質量泵系統評估所需的知識和經驗。

確定優化機會

要準確確定能耗，下一步就是評估系統流量、壓力/揚程、泵、電機或驅動器效率和運行時間方面的增效機會。在現有系統中，可以測量一段時間內的能源需求，以此作為基準，幫助確定可以優化能耗的地方。

這一過程的時間可能需要考慮季節性變化，因此可能需要一整年的時間。與此相反，針對系統特定任務的批處理流程（例如，每分鐘向反應器周圍提供 100 加侖的水，以保持 200 華氏度的溫度一小時）將是一個短得多的基準，因為定期操作是已知的、一致的。

切記占地面積很重要

可用空間和泵系統的占地面積是選擇過程中的重要因素。考慮到可利用的空間，根據功率和速度要求，框架安裝泵（泵有自己的軸承架）、近耦合泵（電機軸承承受泵的負載）或直列泵可能比較合適。不過，這些選項的占地面積不可互換。

智能考慮

考慮使用集成了變頻驅動器 (VFD) 的智能泵，這種泵的性能已在出廠時編入程序，而不是改裝成單獨的 VFD。這兩種解決方案都能降低泵速，以達到設計設定點，從而提高效率并節約成本。然而，安裝單獨的變頻驅動裝置這一更為傳統的方法需要在泵附近安裝變頻驅動裝置、安裝儀表、連接儀表和對變頻驅動裝置進行編程等額外的工作，這也會造成出錯的機會。此外，將泵的性能編程到VFD中，可以根據 VFD 的速度和功率進行控制，而無需其他外部儀表。

仔細評估流量要求和流體特性

隨著時間的推移，泵和管道的結垢、腐蝕和侵蝕可歸因于生物、化學和磨蝕因素，因此了解流體特性對于避免故障或需要持續而昂貴的維護至關重要。此外，流體粘度和溫度也是重要的考慮因素。

例如，容積式泵常用于工業和石化行業，以及許多處理粘性產品的應用中。這些泵有多種設計，但一般來說，軸的每一次旋轉都能提供一致的流量，從而有效地處理粘性液體，并在低壓或高壓情況下提供幾乎一致的流量。這樣做的好處是，添加變速驅動裝置后，這些泵就可以精確調節流量，或者擴大流量以滿足未來的系統需求。

最終，為應用選擇正確的泵設計對于高效可靠的運行至關重要。工藝設計師必須對處理工藝、液體成分、行業標準和最佳實踐有透徹的了解，并且必須與值得信賴的泵制造商合作，以確保取得成功。要涵蓋泵選擇程序的每一個細節是很困難的，但專注于本文所包含的內容可確保讀者了解泵選擇的最重要方面。

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