美国水力协会（HI）对泵系统优化的定义如下：

“识别、理解并有效地消除不必要的损失，同时减少能源消耗，提高泵系统的可靠性，以满足工艺要求，并在泵系统的经济寿命期内最小化所有权成本。”

实现这一目标是一个多步骤的过程。为了在优化清洁水泵系统的同时挖掘能源效率潜力，公用事业部门应关注以下几个方面：

美国能源部2002年的 “电机市场评估 ”确定，在所有类型的流体系统中，泵送系统具有最大的优化潜力，其潜在节电率高达 75%，平均净节电率为 20.1%。

保持支出与产出之间的平衡和相关性至关重要：无论是减少支出还是增加产出都能促进优化。然而，如果水泵系统能够在不影响可靠性或产出的情况下，通过减少水和能源消耗来最大限度地降低公用事业成本，那么优化就实现了。

电力公司可以通过补贴评估费用和提供返利来激励系统优化，返利包括节能升级的部分费用。事实上，HI最近推出了数字资源，以协助电力公司建立和维护激励计划，帮助全面降低能耗。

要知道，所有泵的选择都是为了满足系统要求，而不是相反。一旦确定了应用，工程师就可以评估标准，不同用途的标准差异很大。例如，用于抽取饱和水的冷凝泵与冷却水泵所需的流速和设计属性就不同。任何系统所需的能耗都取决于整个系统的流量，包括压力（扬程）和泵的运行频率。

说到泵，公用事业部门节省的能源和成本会因不同环境下的各种因素而有所不同，但正确选择泵并确保其具有 HI 能源评级标签会增加节省的能源和成本。

通过审查整个系统而不仅仅是单个泵，工程师和规范制定者可以为选择适合应用的泵或系统以及适当的控制方法奠定基础，从而管理能源流并确保可靠性。

要实现现有泵系统的优化，必须从评估开始。适当的评估可提供大量结果，证明改进系统设计、控制、运行和维护的成本合理。为优化泵系统而进行的改进可以降低系统扬程（压力）、减少系统流速或运行时间、提高设备或控制效率，以及/或改进安装、维护或操作程序。

这种评估应该分为三个层次进行。

首先，纸质审核从预筛选和收集泵系统的信息开始。这些数据来自设备信息、控制方案、操作参数、可靠性问题和性能曲线。有了这些信息，就可以量化节能潜力，并推荐进行第二级或第三级评估。

二级评估需要在特定时间内对系统进行物理测量，以提供系统运行状况的快照。但需要注意的是，对于流量或压力随时间变化很大的系统，二级评估是不够的。

三级评估包括较长期的系统测量，以确定系统在一段时间内的运行情况。该评估记录了系统的变化情况，以便全面了解情况。这种评估是通过使用现场监测和任何可用的历史现场数据来完成的。

不同环境下的各种因素都会影响节能效果，从而带来长期的可观成本节约潜力。前期成本往往会阻碍规范制定者考虑泵在整个生命周期内的总体节能效果。

对于一个典型的泵送系统，65%的总拥有成本（TCO）与能源和维护有关，而初始成本仅占 10%。例如，轴承间双壳体多级泵 (BB5) 的成本高于轴向剖分多级泵 (BB3)，但BB5在高压和高温应用中具有高可靠性。如果试图通过扩大 BB3 泵的压力和温度范围来降低前期成本，可能会因维护成本而导致总拥有成本大大增加。提高泵的能效也能大大节省水电费。为帮助根据系统要求确定最高效的泵，美国液压学会 (HI) 提供了一个能源评级数据库，用于选择 200马力以下的泵类型。

要知道，在进行泵系统评估和评价时，合作是必不可少的。由于此类系统的复杂性，评估团队应由具有跨职能背景的人员组成，其中包括：

- 拥有管理支持、总体责任和所有权的主办机构代表

- 具有广泛泵系统分析能力的评估工程师

- 系统流程、操作和功能方面的专家

- 维护实践和历史方面的专家

- 能够为团队提供成本数据的专家

有一些经过认证的专业人员可以在这方面提供帮助，他们被称为泵系统评估专家 (PSAP)。这些专家已完成 HI 的 PSAP 计划，该认证计划为泵系统评估学科和泵系统优化技术的使用设定了标准。获得 PSAP 认证的专业人员已经证明，他们具备进行高质量泵系统评估所需的知识和经验。

要准确确定能耗，下一步就是评估系统流量、压力/扬程、泵、电机或驱动器效率和运行时间方面的增效机会。在现有系统中，可以测量一段时间内的能源需求，以此作为基准，帮助确定可以优化能耗的地方。

这一过程的时间可能需要考虑季节性变化，因此可能需要一整年的时间。与此相反，针对系统特定任务的批处理流程（例如，每分钟向反应器周围提供 100 加仑的水，以保持 200 华氏度的温度一小时）将是一个短得多的基准，因为定期操作是已知的、一致的。

可用空间和泵系统的占地面积是选择过程中的重要因素。考虑到可利用的空间，根据功率和速度要求，框架安装泵（泵有自己的轴承架）、近耦合泵（电机轴承承受泵的负载）或直列泵可能比较合适。不过，这些选项的占地面积不可互换。

考虑使用集成了变频驱动器 (VFD) 的智能泵，这种泵的性能已在出厂时编入程序，而不是改装成单独的 VFD。这两种解决方案都能降低泵速，以达到设计设定点，从而提高效率并节约成本。然而，安装单独的变频驱动装置这一更为传统的方法需要在泵附近安装变频驱动装置、安装仪表、连接仪表和对变频驱动装置进行编程等额外的工作，这也会造成出错的机会。此外，将泵的性能编程到VFD中，可以根据 VFD 的速度和功率进行控制，而无需其他外部仪表。

随着时间的推移，泵和管道的结垢、腐蚀和侵蚀可归因于生物、化学和磨蚀因素，因此了解流体特性对于避免故障或需要持续而昂贵的维护至关重要。此外，流体粘度和温度也是重要的考虑因素。

例如，容积式泵常用于工业和石化行业，以及许多处理粘性产品的应用中。这些泵有多种设计，但一般来说，轴的每一次旋转都能提供一致的流量，从而有效地处理粘性液体，并在低压或高压情况下提供几乎一致的流量。这样做的好处是，添加变速驱动装置后，这些泵就可以精确调节流量，或者扩大流量以满足未来的系统需求。

最终，为应用选择正确的泵设计对于高效可靠的运行至关重要。工艺设计师必须对处理工艺、液体成分、行业标准和最佳实践有透彻的了解，并且必须与值得信赖的泵制造商合作，以确保取得成功。要涵盖泵选择程序的每一个细节是很困难的，但专注于本文所包含的内容可确保读者了解泵选择的最重要方面。