化学工业中，将设备的功能最大程度地发挥出来变得越来越重要，之前致力于产品开发以及流程设备经销的设备制造商正转变成为在整个产品寿命周期内为客户提供服务的企业。近年来，随着用户进一步改善内部功能并逐渐增加外包活动，这种趋势越来越明显。如今，快速扩展的服务工业几乎涉及到设备寿命周期的每个元素。

用户逐渐认识到设备的总成本远远高于购置成本，对于化工企业最通用的工艺流程泵产品，初始购置成本仅为寿命周期成本（LCC）的5%。其中，寿命周期成本（LCC）并非其组成部分的总计。

2001年，液压传动协会（Hydraulic Institute）和欧洲泵制造业协会（Europump）发布了评估泵寿命周期成本（LCC）的综合指导原则。这些成本包含设计、购买、安装、运行、维护和清理成本。

尽管用户开始意识到寿命周期成本（LCC）的重要性，但他们仍然无法理解各种寿命周期成本（LCC）的元素是如何相互关联的。例如，优化安装成本会对设备维修成本产生负面影响。在专门为特殊商业可变参数和目标制定优化程序时，我们需要对寿命周期成本（LCC）进行综合的整体分析。

这意味着将寿命周期成本（LCC）的所有元素视为一个整体并考虑它们的互动和冲突，不能仅通过其最低可靠性的元件就来确定泵的可靠性。具有1年寿命周期的密封圈由于吸入软管出现泄漏，可能在几个月的使用之后也会出现泄漏，这两部分是联动的。

在新的安装中，影响寿命周期成本（LCC）的多数元件都可被视为需整体优化的可变参数。然而，对于现有安装，这些因素常常是固定的。这种解决方案将寿命周期成本（LCC）分成两部分：到目前为止的寿命周期成本（LCC）和未来的寿命周期成本（LCC）。一般来说，可以通过只考虑最重要的运行、能源和维修来简化对未来寿命周期成本（LCC）的评估。

常见的误解

人们常常会有这样的误解，认为能源成本等同于泵的效率，而在多数情况下并非如此。典型的pumping系统利用控制阀将流量调节到要求的数值，尽管对于控制阀来说在设计条件下必须半关闭来维持流量控制，但由于过度压力下降而调节控制阀的尺寸是很常见的——这通常是复合的设计安全因素导致的结果。

图1显示了输送速度为680m3/h的泵激系统。为了保持设计流量，应选择带有17m压力下降的控制阀。此外，当处于完全开放状态时，控制阀允许系统接受150%的设计流量。泵激系统的生产能力过剩和控制阀的不良设计会导致能源成本增加50%。

根据成本节约要求泵轮直径应降低到图2中显示的数值。为了进行比较，图2也对具有更高效率的泵进行了图解（例如，80%对75%），具有更高效率的泵可以降低7%的能源成本，尽管不明显，但这个例子说明了考虑整个系统比仅关注泵的效率更为重要。

尽管在现有安装中效率非常重要，使叶轮和系统曲线匹配也是物有所值的（见图2）。纵倾叶轮并重新平衡相对来说比较便宜，并且可以在常规维护过程中进行。在很多情况下，适当调节叶轮直径可以带来提高可靠性和减少振动等附加利益。

变频驱动（VFD）常常被视为降低能源的方法。当系统具有广泛可变流量要求，并且系统摩擦是系统压头的重要元件时，变频驱动（VFD）可以提供降低寿命周期成本（LCC）的可变解决方案。在一些应用中，变频驱动（VFD）还能够减少对控制阀的需要并降低相关维护费用。不幸的是，驱动常常涉及重大的安装和启动成本，这些会抵消成本节约。还应考虑与变频驱动（VFD）相关的其它成本。例如，可能要求电源的条件能改善高频调波。

流程控制的类型很重要。流量速率调节系统和流量数量调节系统存在着很多不同。多数泵都是通过控制阀或变频驱动（VFD）进行速率调节。有些泵则是通过定时器或杠杆进行数量调节的。例如，供应固定储罐和水处理提升泵的市政饮用水系统。在数量调节系统中，能源消耗主要受泵和发动机功率影响；将管道系统变成现有安装往往是不切实际的。

比较选项

维护成本和能源成本往往是互相关联的。液压专家发表了很多论文来阐述泵的选择和可靠性之间的关系。这些论文表明：泵的流量、速度、叶轮直径和入口压力（SE）都会影响可靠性（见图4~6）。可以使用数值范围从0（极不可靠）到1（非常可靠）的可靠性因素来量化这四大因素。

[1]相对可靠性是基础线R1上的选项的R1比率；因而，如果R15为0.10，并且R13=0.699，那么相对可靠性比率应该为0.699/0.10=6.99

图3显示了可靠性因数Fo 最佳效率点（BEP）有关。在最佳效率点（BEP）上，可靠性因数为1（非常可靠）；反之，在低流量时，可靠性因数会减小。相对来说，越小的泵就越稳定，并且更能忍受低流量。

图4显示了速度和可靠性之间的直线关系。尽管泵可以运行到最大设计速度，但速度越小可靠性越强。图4中的速度可靠性因数（F）表明以最大设计速度的一半速度（例如最大设计速度为3500r/min的泵以1750r/min的速度运行）运行的泵可获得3倍可靠性（0.6的FN对0.2）。

和最大纵倾相比，叶轮直径能显著影响可靠性。对压力计显示带有最大直径叶轮的泵的起伏进行观察；观察结果表明带有纵倾叶轮的泵产生压力起伏大。对于高速泵来说尤其如此。可以通过泵、泵的轴承以及轴的倾斜和机械密封圈来感受这些压力起伏。图5中的叶循环；这会导致泵发生损坏（见图5）。

尽管降低泵激系统的能源消耗看似简单直接，其实也是一项复杂的任务。能源节约常常会用于使用在文献中找到的简化分析而被夸大。彻底了解系统的液压机制以及工厂的需要是十分必要的。维护部门和项目工程部最终服务于生产。

未来是光明的

流程工业领域的用户看到了优化现有泵系统所带来的经济利益，因此他们需要采用这种策略来降低成本并提高可靠性，而不断改进的模拟软件将协助设备供应商实现降低总成本的目标。

吸入能力

净正吸入压头（NPSH）边际比率是泵的净正吸入压头（NPSH）要求的安全因数。首先，必须知道吸入比速（S）：

S = N(Q)0.5/NPSHR0.75

液压传动协会（Hydraulic Institute）建议在低流量情况下吸入速度应低于8 500；然而，却采用了高达11 000的速度。带有现有泵安装的高吸入速度快速修复可能是再循环线或变频驱动（VFD）。不幸的是，这样必须考虑泵改变，例如多个泵或分开离心泵。吸入速度确定叶轮类型；并且，更换叶轮能很好地改变泵的特性。

吸入能力（SE）是与吸入速度有关的相对较新的术语。吸入能力的计算很容易。例如，在S=9 000，轴速（N）=3 550rpm，叶轮直径为6英寸（De），并且比重为1.0（Sg）的情况下，可以根据下列公式计算出吸入能力（SE）：

S.E. = De x N x S x Sg = 6 x 3 550 x 9 000 x1.00 = 192x106

高于160 x 106的数值对于典型的泵来说过高。