很久以前，水处理和污水处理厂就简单的将其能源成本包含在其产品或服务中，并且因为没有人质疑，就将该成本转嫁给用户。然而，今天的水厂面临着收入的限制和增加成本的压力，这就要求其要么增加收入，要么减少费用CONTROL ENGINEERING China版权所有，可是提高费率或减少工作岗位并不是常用的做法。 解决挑战的一个办法是尝试缩减其他类型的费用。由于能源消耗对于水处理和污水处理厂是最大的费用支出，它通常位于缩减项目列表的首位。
　　水处理和污水处理是一项能耗密集型的运营。目前，仅在美国就有超过75,000家这样的系统，每年消耗超过1500亿千瓦时www.cechina.cn，大概占到了非民用、商业和工业行业总用电量的12%。如果按照目前的能耗方式推测CONTROL ENGINEERING China版权所有，到2040年这些工厂的能耗占到29%，此数据来自于美国能源信息管理部门。
　　通过高效运营降低成本
　　能源消耗的大部分是与运行泵的电机驱动系统联系在一起的。事实上，水处理系统中泵的消耗占到了用电量的80%。一个水厂可以在不更新任何主要部件的情况下CONTROL ENGINEERING China版权所有，通过更高效的运行其水泵系统，就可以实现显著的能耗降低。这些高效率的获得可以通过使用企业资产管理（EAM）系统来分析成本需求，其结果是在任何时候都可以最高效地运行泵送系统的可用设备。通过在正确的时间点投入更多可用的资产以及执行系统，并持续合适的时间段，工厂可以在减少费用的同时满足生产需求。
　　分析可用资产
　　为了保证某个特定工艺能够连续运转，大多数水厂为了满足持续使用和容量需求，使用内置式泵送系统冗余设计。系统中的每一个泵站都为支持某个特定工艺而设计，然而，由于标准化程度低，它们通常运行的效率都比较低。泵送系统的效率可以千差万别，主要因为在其生命周期内，某一个资产的年限、设计、运行和维护有差异。结合系统可用性和不同的需求，这方面就证明了在最低能耗的情况下要使多源泵送系统运行在最佳性能上是一个复杂的运行问题。用电成本（峰值费率可能比正常和非高峰时段的费率高500%）的差异所带来的额外复杂性让这个挑战变得更加困难。

图1： DMWW的主要工厂位于美国爱荷华州Des Moines河畔。图片来源：DMWW水厂

　　要利用EAM系统实现优化的泵送运行需要对实际的泵送硬件的参数有些了解：
　　■ 泵送系统的能源效率
　　■ 优化系统运行配置
　　■ 优化系统的运行策略
　　■ 潜在的费用节省
　　■ 对环境的潜在影响
　　■ 削减高峰负荷的机会
　　■ 减少需求费用的机会
　　■ 额外容量需求
　　■ 超容量需求
　　■ 不统一识别及通讯
　　■ 停用状态容量需求解决方案
　　■ 识别潜在维护和资产改良机会
　　■ 效率对策的确认
　　如果不能对资产有更好的了解，想要泵送系统运行在最低费用下的可能性会非常小。实现这个水平的智能化会带来更显著地降低能耗的潜在机会——随着效率提高，费用会成比例的降低。

图2：一套企业能源管理系统可以提供定制的信息板让用户分析能源使用和优化情况。图片来源：Infor

　　智能泵送解决方案框架
　　能耗最低的优化泵送系统性能可以通过能源的汇集、资产管理和运行进行预测。这种做法必须考虑工艺定义（例如特定的工艺包含哪种特定的泵送系统）、系统效率、系统可用性、系统容量、能源使用时间以及需求率、需求指令和运行策略（基本负荷与可变负荷和峰值削减）。同样重要的是基于最近可用的运行和性能数据有能力对这些系统进行评估，以及泵送系统能源性能和非优化的运行异常，同时在正确的时间、正确的地点向合适的股东通知正确的信息来处理潜在的机会并在运行变更后立刻进行评估。
　　美国Des Moines水厂（DMWW）的做法是通过优化泵送系统需求、容量和费用来系统地实现最佳结果并量化为可能的最低费用。要获取这个水平的效率，DMWW求助于商业应用软件供应商Infor来部署一套EAM系统。最终，DMWW的框架和EAM为回答下面的问题提供了必须的智能水平：
　　■ 要满足运行需求应该运行哪些泵送系统？
　　■ 什么是优化泵送系统策略和系统运行配置？
　　■ 每个泵送系统每天应该运行多长时间？
　　■ 每个泵送系统什么时间应该运行？
　　■ 泵送系统的运行成本是否最低？
　　■ 每天运行泵送系统的成本是什么？
　　■ 是否需要额外的容量？
　　■ 运行对环境的影响是什么？为了计划的可持续，需要什么管理控制？
　　如同DMWW水厂一样，在采用一套泵送系统优化方案时需要考虑几个事项，包括：
　　1.需要定义的泵送系统配置、设计基础以及可用性，并系统化地保持更新。
　　2.系统效率需要系统地来决定并保持更新。
　　3.适用的电力供应商在不同时段费率的计划需要与特定的泵送系统相对应。
　　4.系统需求（所需的容量）需要分配到泵送系统并启用专门的调整。
　　5.智能和控制需要与问责制有机地结合在一起。
　　DMWW水厂的多源系统优化会让我们的工厂明确知道我们的泵送系统能耗用在了哪里控制工程网版权所有，更重要的是，知道能源应该用在哪里。优化智能会满足DMWW客户的用水需求，同时节约了能源费用。（作者：William Stowe）