餐廚垃圾處理設(shè)備可靠性探析

王昊浩

摘要：一般來說，不管是家庭生活還是飯店，廚房每天都會產(chǎn)生很多餐廚垃圾，不能直接排放這些垃圾，否則會污染環(huán)境以及水質(zhì)等等，所以在這種情況下，必須要正確選用餐廚垃圾處理設(shè)備，也要保證所選設(shè)備具有較強(qiáng)的可靠性?；诖?，本文從成套設(shè)備可靠性建模、設(shè)備系統(tǒng)的可靠性預(yù)估和分配以及機(jī)械系統(tǒng)故障三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析，以供大家學(xué)習(xí)和參考。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾處理設(shè)備;可靠性

餐廚垃圾若不能進(jìn)行科學(xué)處理直接向大自然排放，在合適的細(xì)菌以及溫度作用下，就會迅速腐敗變質(zhì)，除了污染附近環(huán)境，侵占很多土地，污染空氣、河道和地下水，阻礙城市溫度發(fā)展，也會浪費(fèi)很多資源。研發(fā)和制作小規(guī)模單元化餐廚垃圾處理設(shè)備，利用微生物發(fā)酵降解將其變成能夠循環(huán)利用的有機(jī)肥料，除了解決由于餐廚垃圾產(chǎn)生的各種設(shè)備問題，還可以防止浪費(fèi)大量的資源，顯著提高資源有效利用率。

一、成套設(shè)備可靠性建模

因?yàn)椴蛷N垃圾成分以及物理性質(zhì)都是比較復(fù)雜的，處理設(shè)備的可靠性是餐廚垃圾處理項(xiàng)目正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素。餐廚垃圾原料有很多成分，物料逸散出刺鼻的臭味，設(shè)備發(fā)生故障后，維修環(huán)境十分惡劣，現(xiàn)代化餐廚垃圾處理廠家要求設(shè)備應(yīng)該具有相當(dāng)高的可靠性以及自動化水平。餐廚垃圾處理設(shè)備要求運(yùn)行壽命不能少于10年，系統(tǒng)發(fā)生故障的平均時(shí)間間隔超過300個(gè)小時(shí)。對系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)條件進(jìn)行分析，是系統(tǒng)總體和每個(gè)單元之間的可靠度邏輯關(guān)系，利用模型將可靠性直觀充分體現(xiàn)出來。構(gòu)建系統(tǒng)內(nèi)可靠度框架度，對不同內(nèi)部元件之間的關(guān)聯(lián)邏輯關(guān)系進(jìn)行生動的描述，建立可靠度相當(dāng)高的數(shù)學(xué)模型。建立該模型可以對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行權(quán)衡以及改善，便于對附屬系統(tǒng)提出可靠性要求，對權(quán)衡指標(biāo)以及成本等等都是有利的，能夠提供相當(dāng)強(qiáng)的可靠性設(shè)計(jì)支持。將我國某個(gè)地區(qū)的餐廚垃圾處理項(xiàng)目邊界條件作為依據(jù)，餐廚垃圾處理主體工藝的流程具體如下：第一，上料。經(jīng)分選破碎到擠壓脫水。第二，從中將油脂提取出來，對其實(shí)施固體渣滓的微生物發(fā)酵降解。第三，產(chǎn)生有機(jī)肥。對于成套餐廚垃圾設(shè)備而言，非標(biāo)設(shè)備是不可或缺的，工藝設(shè)備有很多，比如：分選破碎設(shè)備，還有螺旋輸送設(shè)備等等為主。

二、設(shè)備系統(tǒng)的可靠性預(yù)估和分配

（一）可靠性預(yù)估

根據(jù)原來工程經(jīng)驗(yàn)對可靠性進(jìn)行科學(xué)預(yù)估，比如：餐廚垃圾處理設(shè)備的現(xiàn)階段技術(shù)水平，還有組成特征等等，認(rèn)真考慮非標(biāo)設(shè)備故障，在方案設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)估此設(shè)備在今后工作中是否可靠，也就是評估預(yù)測此設(shè)備在限定工作時(shí)間以及工作條件等等多種情況下可以做好實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)功能的幾率[1]。在設(shè)計(jì)工作將要結(jié)束前，預(yù)估設(shè)備實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的可靠程度，可靠性預(yù)估的根本目的是為設(shè)計(jì)方案提供重要的依據(jù)。將平均故障間隔時(shí)間當(dāng)做重要基礎(chǔ)的參數(shù)，預(yù)估餐廚垃圾處理設(shè)備的可靠性，通常針對設(shè)備經(jīng)故障修復(fù)后二次投入到工作運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能效。

（二）系統(tǒng)可靠性分配

可靠性分配將用戶在項(xiàng)目任務(wù)書中明確規(guī)定的設(shè)備可靠性當(dāng)做有力依據(jù)，結(jié)合有關(guān)原則在構(gòu)成設(shè)備的所有部件單元中科學(xué)分配，保證符合每個(gè)構(gòu)成部件可靠性的定量要求。對每個(gè)部件設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)工作都提出相應(yīng)的指標(biāo)要求，進(jìn)而研究其實(shí)現(xiàn)可靠性指標(biāo)運(yùn)用的設(shè)計(jì)方式以及資源，是進(jìn)行設(shè)備可靠性分配的根本目的。因?yàn)椴蛷N垃圾處理設(shè)備有很多流程、使用工況不良、要求自動化設(shè)備運(yùn)行是十分可靠的，所以在分配可靠性過程中必須要優(yōu)先認(rèn)真考慮每個(gè)部件的重要性。

三、機(jī)械系統(tǒng)故障樹分析

在工程設(shè)計(jì)過程中普遍運(yùn)用故障樹分析法對大型復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行的多個(gè)方面進(jìn)行分析，比如：安全性能，還有可靠度等等，運(yùn)用演繹法來分析其各級[2]。故障樹分析，簡單來講，是結(jié)合每個(gè)零件之間的邏輯關(guān)系，利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算明確設(shè)計(jì)中存在的不足，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)幾率很大的故障點(diǎn)，而且將有關(guān)的整改措施真正落實(shí)到位。

（一）建立設(shè)備機(jī)械系統(tǒng)分析故障樹

設(shè)計(jì)與優(yōu)化餐廚垃圾成套設(shè)備可靠性相當(dāng)高的系統(tǒng)，不僅結(jié)合物料特性選擇成熟的傳感器以及控制元件，積極優(yōu)化控制邏輯，也保證其是相當(dāng)可靠的，而且需要有效解決機(jī)械零部件的可靠度。使用預(yù)處理設(shè)備將餐廚垃圾中包含的雜質(zhì)全部去除，利用好氧微生物將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變成有機(jī)肥料，設(shè)備由于故障造成處理線不能穩(wěn)定運(yùn)行，認(rèn)定是設(shè)備故障，將此當(dāng)做需要注意的結(jié)果事件。

（二）上料部件故障樹

就餐廚垃圾處理設(shè)備來講，上料部件是首個(gè)工藝設(shè)備，其功能是以接受餐廚垃圾車卸料為主，即將物料瀝水后輸送給下道工藝設(shè)備，而且可以緩存物料[3]。使用餐廚垃圾收集車卸料過程中必須要確保上料部件正常運(yùn)行，禁止出現(xiàn)起拱橋或者垃圾堵塞的情況。整理在上料部件中容易發(fā)生的故障情況，科學(xué)建立故障樹，如圖1所示：X1表示瀝水孔堵塞，X2表示螺旋卡帶，X3表示密封失效，X4表示架橋起拱，X5表示變頻器失效，X6表示變頻器失效，X7表示線路故障，X8表示電機(jī)故障，X9表示減速機(jī)損壞，X10表示軸承損壞。

（三）擠壓部件故障樹

利用擠壓部件脫水已分選破碎的有機(jī)質(zhì)，液相提取油脂，將固相當(dāng)做好氧發(fā)酵的主要原料。擠壓和分選破碎部件的效率對發(fā)酵處理運(yùn)行有直接的影響，而且直接關(guān)乎道最后的產(chǎn)出物質(zhì)[4]。餐廚垃圾中有不容易破碎的成分，容易導(dǎo)致電機(jī)由于擠壓裝置卡塞而發(fā)生過載故障;對餐廚垃圾中高蛋白以及淀粉含量很高的物質(zhì)進(jìn)行擠壓時(shí)，很有可能出現(xiàn)擠壓部件堵塞的情況，造成設(shè)備不能正常運(yùn)行，進(jìn)而發(fā)生故障。通過科學(xué)分析擠壓部件，建立故障樹，如圖2所示：X11表示皮帶失效，X12表示減速機(jī)齒輪損壞，X13表示軸承損壞，X14表示聯(lián)軸器磨損，X15表示篩網(wǎng)損壞，X16表示擠壓螺旋卡塞，X17表示背壓系統(tǒng)故障，X18表示電機(jī)過載。

（四）好氧發(fā)酵倉故障樹

好氧發(fā)酵倉是處理設(shè)備的重要部件，功能是微生物的好氧發(fā)酵為主。設(shè)備確保其實(shí)際運(yùn)行環(huán)境真正滿足微生物發(fā)酵分解的實(shí)際需求，也要確保產(chǎn)出物與有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求相符。在微生物發(fā)酵中必須要保證發(fā)酵艙具有較強(qiáng)的密封性以及優(yōu)越的恒溫性能，確保微生物發(fā)酵過程中對溫濕度的需求，科學(xué)混合配合容器內(nèi)的物料以及菌群，確保有足夠的氧氣可以滿足微生物發(fā)酵[5]。好氧發(fā)酵內(nèi)螺旋帶在混合攪拌物料的過程中，利用電機(jī)帶動容易將處理好的物料翻轉(zhuǎn)排出來。對好氧發(fā)酵倉進(jìn)行深入分析，建立故障樹，如圖3所示：X19表示攪拌漿葉發(fā)生斷裂，X20表示發(fā)酵倉體的密封效果發(fā)生泄漏，X21表示傳動齒輪長期運(yùn)行出現(xiàn)非常嚴(yán)重的磨損，X22表示軸承出現(xiàn)非常嚴(yán)重的磨損，X23表示電機(jī)故障，X24表示線路故障。

結(jié)語

總而言之，要想減少螺旋擠壓設(shè)備失效率，必須要做到以下三點(diǎn)：第一，對清洗裝置工作時(shí)間作出科學(xué)安排。在餐廚垃圾中粘稠度相當(dāng)高的成分為有機(jī)質(zhì)，在開展擠壓工作過程中很有可能導(dǎo)致篩筒出現(xiàn)堵塞的情況，利用清洗裝置定期對擠壓部件進(jìn)行沖洗，能夠顯著減少此故障的出現(xiàn)幾率。第二，完善背壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)制。為了可以對固渣含水率進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，需要合理利用背壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)排查尾椎的頂緊力，要想減少由于背壓系統(tǒng)反饋動作后導(dǎo)致排渣口堵塞而出現(xiàn)的故障，應(yīng)選擇迅速響應(yīng)的氣缸當(dāng)做背壓系統(tǒng)的重要執(zhí)行元件。第三，不再采用螺旋擠壓工藝方法，而是嘗試著運(yùn)用其他一些可靠度比較高的方法。

參考文獻(xiàn)

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