傳統節能是指通過提升設備能效來達到減少能源投入的目的，同時也節約了能源費用或成本。

    從事泵設計的工程師都明白泵的效率與汽蝕余量是泵的兩大關鍵指標，泵的效率直接影響能源消耗，而泵的汽蝕余量則對泵的介質能否被正常吸入或泵能否正常工作有很大的影響。對于相同的裝置要求，泵的效率越高，在相同的時間內消耗的能源就越少；泵的汽蝕余量值越小，說明泵的汽蝕性能越好，即泵越不易發生汽蝕。

泵系統節能新理念引導企業創新發展

    然而，對于動力式泵的水力設計而言，效率與汽蝕性能很難同時兼顧，效率要設計的足夠高，汽蝕性能就比較差；要獲得較高的汽蝕性能，往往就很難保證泵的效率。

    那么，對于節能指標，效率最高是不是最節能呢？這就涉及一個泵節能新理念—泵系統節能。

    泵系統節能是從系統的角度全面地衡量和評價節能效果，它不僅要求泵和電機（或其它原動機）有較高的效率，而且要求包括管路、閥門、變頻器等在內的系統裝置及控制元件有較小的能耗，同時要求泵與系統裝置能很好的匹配，使泵工作在最優工作區。

    例如，一個泵系統可以由以下要素構成：泵、電機、閥門、管路（含直管、彎管、變徑管、管接頭等）、變頻器（包含在控制柜中）。泵系統節能是從系統的角度全面地衡量和評價節能效果，要求系統具有較高的效率，使泵工作在最優工作區。其中，泵、電機、變頻器都是能耗設備，閥門、管路（含直管、彎管、變徑管、管接頭等）等屬于消耗能源的阻力元件。

    泵壽命周期成本（LCC，Life Cycle Cost）是考核泵節能的一個重要指標，泵及系統優化設計是泵系統節能的關鍵和前提。研究泵系統節能之前，首先要研究泵的壽命周期成本。判斷泵系統節能是以在泵的額定壽命周期內泵系統的壽命周期成本最低為最節能。

    壽命周期成本的概念源于美國軍方。1947年，美國軍方發現用傳統的一最低價格為標準來采購或研發制造武器的方式，在操作維護與后勤維持費用上，往往超過預期其費用很多，其主要原因是在武器獲得階段僅僅注重于應能目標的實現，而忽略了對維持階段費用的考核。于是美軍開始重視壽命周期成本的分析與研究。鑒于壽命周期成本的研究有很好的應用前景，于是世界各國都紛紛開始研究。

    縱覽全球，在節能方面做得比較成功的國家有德國、日本、英國、美國等，特別是日本和德國，在二次世界大戰之后建成了世界上最發達的工業化國家，在工業節能方面取得了令人矚目的成就。

    從節能范圍來看，泵系統節能從系統的角度全面地衡量和評價節能效果，要考核包括泵、電機、變頻器等設備以及閥門、管路等阻力元件的能耗或損失。從泵的壽命周期成本來看，泵壽命周期成本包括研發成本、生產制造成本、運行維持成本（主要是能耗成本）、維護保養成本等。 產品在產品從概念設計、技術設計、樣機制造、樣機檢驗試驗、產品鑒定過程中產生的費用屬于研發成本。在原材料采購、生產加工、裝配調試、工廠試驗以及包裝等過程所產生的費用屬于生產制造成本。產品在運行過程中的能耗（電動泵所消耗的電能、柴油機泵所消耗的燃油等）、冷卻或保溫介質等的成本屬于運行維持成本。泵在維護過程中所產生的維修費以及備件（易損件）的成本屬于維護保養成本。同理，泵系統節能與泵系統壽命周期成本的關系亦是如此，泵系統壽命周期成本還包括基建成本等。

    由此，上面有關泵的節能問題涉及到泵的能效與汽蝕性能兩大方面（當然也與泵的可靠性、安全性等因素有關，這里主要討論兩個主要的因素）。泵的能效決定了能源成本的高低，泵的效率越高，泵消耗的能源（電力或燃料等）也就越少，能源成本就越低；一方面，泵的汽蝕性能影響基建成本和維護成本，泵的汽蝕余量值越小，汽蝕性能就越好，在相同情況下，泵的安裝位置就可以高一些，地下室泵房的深度可以小一些，這樣無形中節約了基建成本。兩一方面，汽蝕性能好的泵在運行過程中，就不會因為汽蝕損壞泵的葉輪而增加新的備件成本，也不會因為振動、噪聲等故障引起停機，產生更多的維護成本。

    以下舉例說明泵的能效與汽蝕性能對泵節能的影響。

    以流量Q=560m3/h，H=28.5m，效率η=85%，NPSHr=5.6m 的泵為例，如果其效率η增加3個百分點（3%），必需汽蝕余量NPSHr減小1.1m時，其節能與成本的影響如何呢？此時，效率η=88%，NPSHr=4.5m，假設考核的地下室泵房的面積為300m2，以泵的數量為5臺且介質為水來考核。

    首先分析一下能效的影響，效率提升后，泵的軸功率減小量為：

    1*9.81*（560/3600）*28.5/0.85 - 1*9.81*（560/3600）*28.5/0.88 = 1.74kW

    則5臺泵年節約電能為：5*1.74*24*365/0.95 = 80223度

    年節約電費：80223*1.0=80223元 = 8.0223萬元

    接下來分析一下汽蝕余量的變化對基建成本的影響，泵的必需汽蝕余量減小1m后，泵的幾何吸入高度可增加1m，從而泵房的下沉深度可減小1m，建筑的基坑可能由深基坑變為普通級坑，這樣基坑的防護費用可節省1500～2000元/m2，其它建筑成本可節省1000～1500元/m2，可節約費用合計2500～3500元/m2，總的基建成本可節約 75萬元～105萬元（按300m考慮）。

    但是傳統的設計方式注定了效率和汽蝕性能不可能同時提升，總會一升一降，上面估算的兩種費用也會一升一降，如何平衡二者就需核算泵的壽命周期成本，以壽命周期成本最低為原則。

    關于效率和汽蝕性能之間的協調有沒有更好的思路呢？本文作者近期走訪了長沙中聯泵業股份有限公司，該公司開發了一款中開式雙吸泵，其泵體與葉輪的水力設計避開一般情況下兼顧效率與汽蝕性能的思路，而是追求效率最大化的原則，達到預期效果后，再在葉輪兩個吸入口均配設一個高汽蝕性能的誘導輪，極大地提升了汽蝕性能，這種設計理念巧妙地實現了能效與汽蝕性能的和諧統一。該產品目前已通過有效運營獲得了市場認可，并且于近期取得國家知識產權局專利授權。

    科技創新是國民經濟的主旋律，是當今社會經久不衰的話題，技術創新是一個企業持續發展的源動力，企業只有通過不斷地創新，才能提升在國際環境中的競爭力。相信在不遠的將來，中國泵業一定會通過創新發展趕超國際先進水平。(廣東省流體機械技術學會 王立)