美(mei)國水力協會對泵(beng)系(xi)統優化的定(ding)義如下：“識(shi)別(bie)、理解并(bing)有(you)效地消除不必要(yao)的損失，同時減少(shao)能(neng)源消耗(hao)，提(ti)高泵系統(tong)的可靠(kao)性(xing)，以滿足工藝要(yao)求(qiu)，并(bing)在(zai)泵系統(tong)的經(jing)濟壽命期內(nei)最(zui)小化所有(you)權成(cheng)本(ben)。”

實現這一(yi)目標是一(yi)個(ge)(ge)多步驟(zou)的過程(cheng)。為了在優化清潔水泵系統(tong)的同時挖掘能(neng)源效率潛力(li)，公用事(shi)業(ye)部門應關注以下幾(ji)個(ge)(ge)方面：

縱觀全局(ju)

美(mei)國能源部2002年的 “電機(ji)市場評估 ”確定，在(zai)所(suo)有類(lei)型的流體(ti)系(xi)統(tong)中(zhong)，泵送系(xi)統(tong)具有最大(da)的優化潛力，其(qi)潛在(zai)節電率高(gao)達 75%，平(ping)均(jun)凈(jing)節電率為 20.1%。

保持支出(chu)(chu)(chu)(chu)與產(chan)出(chu)(chu)(chu)(chu)之間的平衡和(he)相關性(xing)至關重(zhong)要：無(wu)論是減(jian)少(shao)支出(chu)(chu)(chu)(chu)還(huan)是增加產(chan)出(chu)(chu)(chu)(chu)都能(neng)促進優(you)化。然而(er)，如果水泵系統能(neng)夠在不影(ying)響可靠性(xing)或(huo)產(chan)出(chu)(chu)(chu)(chu)的情況下，通過減(jian)少(shao)水和(he)能(neng)源消耗來最大限度地降(jiang)低公用事業成本，那(nei)么優(you)化就實現了。

電力公司可以通過補貼評(ping)估費用(yong)和(he)(he)提(ti)供返(fan)利(li)來激(ji)勵(li)系統優化，返(fan)利(li)包括節能升級的部(bu)分費用(yong)。事(shi)實上(shang)，HI最近(jin)推出了數字資(zi)源，以協助電力公司建(jian)立和(he)(he)維護(hu)激(ji)勵(li)計劃(hua)，幫助全面降(jiang)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(beng)，公用事業部門(men)節省的(de)能(neng)源(yuan)和成本會(hui)因不(bu)同(tong)環境下的(de)各種(zhong)因素而有所不(bu)同(tong)，但正(zheng)確選(xuan)擇(ze)泵(beng)并(bing)確保其具(ju)有 HI 能(neng)源(yuan)評級(ji)標簽會(hui)增加節省的(de)能(neng)源(yuan)和成本。

通過審查整個系統(tong)而(er)不僅(jin)僅(jin)是單(dan)個泵(beng)，工(gong)程師和(he)規范制定者可以(yi)為選擇適合應用的泵(beng)或系統(tong)以(yi)及適當(dang)的控(kong)制方法奠(dian)定基礎，從而(er)管(guan)理能源(yuan)流并確保可靠性。

建立最(zui)佳評估

要實現(xian)現(xian)有泵系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)優(you)(you)化，必須(xu)從評(ping)估開(kai)始。適當的(de)(de)(de)評(ping)估可提(ti)供大(da)量結(jie)果，證明改進系(xi)統(tong)設計、控制、運(yun)行(xing)和維護的(de)(de)(de)成本(ben)合理。為優(you)(you)化泵系(xi)統(tong)而進行(xing)的(de)(de)(de)改進可以(yi)降低系(xi)統(tong)揚程（壓力）、減少系(xi)統(tong)流速或(huo)(huo)運(yun)行(xing)時間、提(ti)高設備或(huo)(huo)控制效率(lv)，以(yi)及/或(huo)(huo)改進安裝、維護或(huo)(huo)操作程序。

這(zhe)種評(ping)估(gu)應(ying)該分(fen)為三個層次進行(xing)。

首(shou)先，紙質審核從預篩選和收(shou)集(ji)泵系統的信(xin)息(xi)開始。這些(xie)數據(ju)來(lai)自(zi)設備信(xin)息(xi)、控制方案、操作參(can)數、可(ke)靠(kao)性問題和性能(neng)曲(qu)線。有(you)了這些(xie)信(xin)息(xi)，就可(ke)以量化(hua)節能(neng)潛力，并推薦(jian)進行第二級或(huo)第三級評(ping)估(gu)。

二級(ji)評估需要(yao)在特定時(shi)間(jian)(jian)內對系統(tong)進行(xing)物理測(ce)量(liang)，以提(ti)供(gong)系統(tong)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況的(de)快照。但(dan)需要(yao)注意的(de)是(shi)，對于(yu)流量(liang)或壓(ya)力隨時(shi)間(jian)(jian)變化(hua)很大的(de)系統(tong)，二級(ji)評估是(shi)不夠的(de)。

三級評(ping)估(gu)包括較長期的(de)系統(tong)測(ce)量，以(yi)確(que)定系統(tong)在一(yi)段(duan)時間內的(de)運(yun)行情(qing)況(kuang)(kuang)。該評(ping)估(gu)記錄(lu)了系統(tong)的(de)變化情(qing)況(kuang)(kuang)，以(yi)便全面了解情(qing)況(kuang)(kuang)。這(zhe)種評(ping)估(gu)是通(tong)過使用現(xian)場(chang)監(jian)測(ce)和任何(he)可用的(de)歷史現(xian)場(chang)數據來完成的(de)。

將能源效率作為成(cheng)本評估的一部分(fen)

不同環(huan)境下的各種因素(su)都會(hui)影(ying)響(xiang)節能效果，從而帶來(lai)長期(qi)的可觀成本(ben)節約潛力。前期(qi)成本(ben)往往會(hui)阻礙規范制定(ding)者考慮(lv)泵在整個生命周期(qi)內(nei)的總體(ti)(ti)節能效果。

對于(yu)一個典(dian)型的泵送系統，65%的總擁有成本(ben)（TCO）與能(neng)源和維(wei)護(hu)有關(guan)，而初(chu)始成本(ben)僅占 10%。例如(ru)，軸承間雙殼體(ti)多(duo)級泵(beng) (BB5) 的成(cheng)本(ben)高于軸向剖(pou)分多(duo)級泵(beng) (BB3)，但BB5在高壓和(he)高溫應用中具有高可靠(kao)性。如(ru)果試圖通過擴大 BB3 泵(beng)的壓力(li)和(he)溫度范圍來降(jiang)低(di)前(qian)期成(cheng)本(ben)，可能(neng)(neng)會(hui)因維(wei)護成(cheng)本(ben)而導致總擁有成(cheng)本(ben)大大增加。提高泵(beng)的能(neng)(neng)效(xiao)(xiao)也能(neng)(neng)大大節省水電費。為(wei)幫助根據(ju)系統要求確定(ding)最(zui)高效(xiao)(xiao)的泵(beng)，美國液壓學會(hui) (HI) 提供了一(yi)個能(neng)(neng)源評(ping)級數(shu)據(ju)庫(ku)，用于選擇 200馬力(li)以下的泵(beng)類型。

組建評估(gu)團隊

要知道，在進行泵系統評(ping)(ping)估和評(ping)(ping)價時(shi)，合(he)作(zuo)是必不可少的(de)。由于此類系統的(de)復雜性，評(ping)(ping)估團(tuan)隊應由具有(you)跨職能背景(jing)的(de)人員組成，其中包(bao)括：

? 擁有(you)管理支持、總體責任和所(suo)有(you)權的主(zhu)辦機構代表

? 具有廣泛(fan)泵系統分析能力(li)的評估工程師(shi)

? 系統(tong)流程、操作和功能方面(mian)的專家(jia)

? 維護實踐和歷史(shi)方面的專家

? 能(neng)夠為團隊提供成本數據的專家(jia)

有一些(xie)經(jing)過認證的(de)專(zhuan)(zhuan)業人員可以(yi)在這方面提供幫(bang)助(zhu)，他們被稱(cheng)為(wei)泵系統(tong)(tong)評估專(zhuan)(zhuan)家(jia) (PSAP)。這些(xie)專(zhuan)(zhuan)家(jia)已(yi)(yi)完成(cheng) HI 的(de) PSAP 計(ji)劃(hua)(hua)，該認證計(ji)劃(hua)(hua)為(wei)泵系統(tong)(tong)評估學科(ke)和泵系統(tong)(tong)優化技術的(de)使用設(she)定了標準。獲得(de) PSAP 認證的(de)專(zhuan)(zhuan)業人員已(yi)(yi)經(jing)證明，他們具(ju)備進行高質量泵系統(tong)(tong)評估所需的(de)知識和經(jing)驗(yan)。

確定優化機會

要準確確定能耗(hao)，下一步就是評估系統流量、壓(ya)力(li)/揚程、泵、電機或驅動器效(xiao)率和運行(xing)時間方面的增(zeng)效(xiao)機會。在現有系統中，可以(yi)測量一段時(shi)間內的(de)能(neng)源需求，以(yi)此(ci)作為基準，幫助確定(ding)可以(yi)優化能(neng)耗的(de)地方。

這一(yi)過程(cheng)的(de)時間可能需要考(kao)慮季節性變化(hua)，因此可能需要一(yi)整年的(de)時間。與此相反，針對系統特定任務的(de)批(pi)處(chu)理流程(cheng)（例如，每分(fen)鐘(zhong)向反應器周圍提供(gong) 100 加侖的(de)水，以(yi)保(bao)持 200 華(hua)氏度的(de)溫度一(yi)小時）將是一(yi)個短得多的(de)基準，因為定期(qi)操作是已知的(de)、一(yi)致的(de)。

切記占(zhan)地面積很重要

可用(yong)空間和泵系統的占地(di)面積是選擇過(guo)程中的重(zhong)要因素。考(kao)慮到可利用的(de)空間，根(gen)據(ju)功(gong)率和速度要求，框架安裝泵(beng)(beng)（泵(beng)(beng)有自己的(de)軸承架）、近耦合(he)泵(beng)(beng)（電機軸承承受(shou)泵(beng)(beng)的(de)負載）或直列泵(beng)(beng)可能比較合(he)適。不(bu)(bu)過，這些選項的(de)占地面積(ji)不(bu)(bu)可互換。

智能考(kao)慮

考(kao)慮使用集成(cheng)了變頻(pin)驅動器 (VFD) 的(de)智能泵，這種泵的(de)性能已在(zai)出廠時編入程序(xu)，而不是改裝(zhuang)成(cheng)單獨的(de) VFD。這兩種解(jie)決方(fang)(fang)案都能降低泵速，以(yi)達(da)到設計(ji)設定點，從而提高效(xiao)率并節約(yue)成本。然而，安裝(zhuang)(zhuang)單獨的(de)(de)變頻驅動(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)這一更為(wei)傳(chuan)統的(de)(de)方(fang)(fang)法需要在泵附近(jin)安裝(zhuang)(zhuang)變頻驅動(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、安裝(zhuang)(zhuang)儀表(biao)、連接儀表(biao)和對變頻驅動(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)進(jin)行編程等額(e)外的(de)(de)工作，這也會造成出錯的(de)(de)機會。此外，將泵的(de)(de)性能編程到VFD中，可以(yi)根(gen)據(ju) VFD 的(de)(de)速度(du)和功率進(jin)行控制(zhi)，而無需其他外部(bu)儀表(biao)。

仔細評估(gu)流(liu)量(liang)要(yao)求和流(liu)體(ti)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(li)如，容(rong)積式泵常用(yong)于(yu)工業(ye)和石化行業(ye)，以及許(xu)多處(chu)(chu)理粘(zhan)性產品的(de)應用(yong)中。這些泵有(you)多種設計，但(dan)一般來說，軸的(de)每一次旋轉都能提供一致的(de)流(liu)量，從而有(you)效地處(chu)(chu)理粘(zhan)性液體，并在低壓(ya)或(huo)高壓(ya)情況下提供幾乎一致的(de)流(liu)量。這樣(yang)做的(de)好處(chu)(chu)是(shi)，添加變速驅動(dong)裝置后，這些泵就可(ke)以精確調節(jie)流(liu)量，或(huo)者擴大流(liu)量以滿(man)足未來的(de)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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