綠色節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)及設(shè)備應(yīng)用淺述

馬偉偉

（德州眾和環(huán)保裝備制造有限公司，山東 德州 253000）

在我們的日常生活中，通常會(huì)應(yīng)用到很多的節(jié)能環(huán)保型機(jī)械設(shè)備，而在這些機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程中，如何能讓綠色節(jié)能環(huán)保效果得到充分發(fā)揮，一直以來都是人們所關(guān)注的重點(diǎn)。因此，在對(duì)此類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該對(duì)其應(yīng)用需求加以全面明確，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綠色環(huán)保設(shè)計(jì)；具體應(yīng)用中，應(yīng)該嚴(yán)格遵循其操作規(guī)范和流程進(jìn)行操作。通過這樣的方式，才可以使其設(shè)計(jì)和應(yīng)用都保持合理，以此來發(fā)揮出綠色節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)備的實(shí)際價(jià)值。

1 某直飲水凈化機(jī)械的綠色節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)分析

本次所研究的是某小區(qū)中的直飲水工程機(jī)械設(shè)計(jì)，在該工程系統(tǒng)中，應(yīng)用到的是綠色節(jié)能環(huán)保型的直飲水機(jī)械設(shè)備，該設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)都有著非常理想的效果。其主要的應(yīng)用原理是將符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的水資源或者是自來水用作原水，對(duì)其進(jìn)行深度的凈化與處理，最終經(jīng)過小區(qū)中的自來水管道直接輸送給小區(qū)用戶。以下是該直飲水凈化機(jī)械的綠色節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)分析：

1.1 人性化設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用

在對(duì)綠色節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一定要注重人性化理念的應(yīng)用，以此來提升機(jī)械設(shè)備的實(shí)用性。在對(duì)本次所研究的某小區(qū)直飲水工程進(jìn)行綠色節(jié)能環(huán)保直飲水機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，選用的是造型和色彩都比較簡(jiǎn)單的不銹鋼材質(zhì)，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)來保障其操作體驗(yàn)。同時(shí)，整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中，所有機(jī)械設(shè)備的安裝都十分簡(jiǎn)單，便于操作，且維修養(yǎng)護(hù)也十分簡(jiǎn)單。

1.2 原材料的合理選擇

在本次為某小區(qū)直飲水凈化系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的綠色節(jié)能環(huán)保型直飲水機(jī)械設(shè)備中，主要的組成部分包括過濾外殼、過濾附件、高壓泵、高壓泵附件和閥門等，其主體結(jié)構(gòu)材質(zhì)主要是不銹鋼，這些材質(zhì)有著較高的安全性，且無毒無害，在水源輸送過程中并不會(huì)對(duì)水質(zhì)造成不利影響。同時(shí)，為達(dá)到良好的節(jié)能環(huán)保效果，本次機(jī)械設(shè)計(jì)所選擇的不銹鋼材質(zhì)有著非常好的綠色環(huán)保性能，可實(shí)現(xiàn)回收和再利用，且不會(huì)給周邊環(huán)境造成污染，對(duì)資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)十分有利[1]。另外，此類不銹鋼材料的余料和廢舊料都具備一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，通過此類綠色環(huán)保型不銹鋼材質(zhì)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)直飲水工程成本的合理降低。

1.3 減震降噪措施的合理應(yīng)用

在本次的直飲水綠色節(jié)能環(huán)保型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵撗b置比較特殊，所以為避免其運(yùn)行過程中的震動(dòng)干擾，可將其設(shè)置在臨近小區(qū)的附屬廠房中，也可以將其設(shè)置在小區(qū)的地下室里。因?yàn)樵摍C(jī)械系統(tǒng)中有泵類機(jī)械設(shè)備，在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生比較大的噪音，所以在具體設(shè)計(jì)中，為達(dá)到良好的降噪效果，可通過金屬阻尼減震墊、橡膠減震墊或者是砼板減震墊來達(dá)到良好的減震降噪效果。同時(shí)，對(duì)于此類機(jī)械的出水口位置，設(shè)計(jì)中也應(yīng)該通過柔性接頭或者是消聲止回閥等的合理應(yīng)用來達(dá)到良好的降噪效果。通過這樣的設(shè)計(jì)，才可以有效降低機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的震動(dòng)和噪聲，盡最大限度減輕震動(dòng)和噪聲污染，以此來達(dá)到良好的綠色環(huán)保效果。

1.4 注重節(jié)能效果的提升

本次進(jìn)行直飲水工程機(jī)械設(shè)計(jì)的某小區(qū)中，所有的住宅均為高層建筑，因此在具體設(shè)計(jì)中，選用了最為先進(jìn)的樓宇供水技術(shù)，將變頻供水裝置引入到該系統(tǒng)中，以此來實(shí)現(xiàn)良好的供水控制，在這個(gè)直飲水系統(tǒng)內(nèi)，用戶用水量處在動(dòng)態(tài)變化中，借助于變頻供水裝置，可以將供水和用水之間的壓力始終控制在一個(gè)平衡狀態(tài)，以此來達(dá)到良好的能耗節(jié)約效果。而在水泵的運(yùn)行過程中，按照流體力學(xué)特征，可以采用變頻調(diào)速技術(shù)來達(dá)到更好的節(jié)能效果，相比較普通的閥門調(diào)節(jié)以及節(jié)流孔板而言，該技術(shù)可顯著降低用電量[2]。而本次所設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速供水機(jī)械設(shè)備所應(yīng)用的就是變頻調(diào)速原理，其自動(dòng)式閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要組成部分包括壓力傳感器、變頻器、可編程控制器以及水泵電機(jī)等，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)中各組成部分優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，以此來實(shí)現(xiàn)水資源和電力資源的最大化節(jié)約。

2 某直飲水凈化綠色節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)備的工藝分析

在本次所研究的直飲水工程中，涉及到的設(shè)備工藝和參數(shù)都很多，而通過這些工藝與參數(shù)的合理設(shè)置，便可以達(dá)到良好的節(jié)能環(huán)保效果。在具體的綠色節(jié)能環(huán)保型直飲水凈化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，主要的工藝應(yīng)符合以下的幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：

2.1 原水泵設(shè)計(jì)工藝

對(duì)于原水泵，其主要的設(shè)計(jì)工藝就是流量參數(shù)的合理設(shè)計(jì)。在對(duì)此項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的過程中，主要按照以下的公式進(jìn)行設(shè)定：

Q=冷水設(shè)備中的產(chǎn)水量/系統(tǒng)回收率

其中，系統(tǒng)回收率的單位是L./h。

2.2 石英砂過濾器設(shè)計(jì)工藝

對(duì)于石英砂過濾器，在具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)該在其進(jìn)出口的管路上進(jìn)行全自動(dòng)形式的多路控制閥和壓力表的安裝，這樣就可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)石英砂過濾器的自動(dòng)化控制和操作。而在對(duì)其罐體進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)的過程中，主要的指標(biāo)有罐體的高度和原水泵流量等。裝填濾料的過程中，應(yīng)該將濾料裝置設(shè)置在空中，使其高度達(dá)到罐體高度的2/3，同時(shí)應(yīng)保障過濾的方向始終為低處進(jìn)、高處出。

2.3 離子交換器設(shè)計(jì)工藝

在對(duì)離子交換器的罐體參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如，原水泵流量參數(shù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照以下公式來進(jìn)行設(shè)計(jì)：

原水泵流量=罐體半徑2*3.14*25 m/h

其中，罐體高度的取值范圍通常在1.4-2.2 m之間[3]。在對(duì)等離子交換器進(jìn)行濾料裝填以及過濾方向的確定過程中，可直接按照石英砂過濾器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于等離子交換器而言，一項(xiàng)重要的附屬設(shè)備是鹽箱，借助于這一附屬設(shè)備，可以對(duì)再生用的飽和鹽水進(jìn)行溶解和儲(chǔ)存。而在對(duì)這一附屬設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一項(xiàng)主要內(nèi)容就是保障其體積的合理性，通常情況下，在對(duì)其體積進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，可直接取交換樹脂的具體體積作為其體積參數(shù)。

2.4 反滲透裝置設(shè)計(jì)工藝

在反滲透裝置中，主要的組成部分包括精濾、反滲透膜、高壓泵以及自控系統(tǒng)等，這一裝置的主要功能是脫鹽處理，在壓力容器中，因?yàn)橛心そM件的存在，所以整個(gè)裝置都可以在運(yùn)行中將高壓泵作為基礎(chǔ)，通過高壓泵來實(shí)現(xiàn)自身進(jìn)水流量以及進(jìn)水壓力的供應(yīng)，為凈水提供一個(gè)比滲透壓更高的壓力作用，以此來達(dá)到良好的凈水效果。

精濾是反滲透裝置內(nèi)的一個(gè)關(guān)鍵組分，具體設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)精濾作用的充分發(fā)揮，通常會(huì)選擇規(guī)格是8寸的壓力容器，以此來實(shí)現(xiàn)反滲透設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。每一個(gè)壓力容器都是由很多個(gè)膜組件所組成，而在各個(gè)膜組件內(nèi)，都專門進(jìn)行了維修隔離閥門的設(shè)置，一旦某個(gè)膜組件在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了故障，其他組件依然可以保持正常運(yùn)行。

對(duì)于超濾膜組件中的每一個(gè)單元，一定要在其進(jìn)出口總管位置做好專門的閥門設(shè)置，通過這樣的方式，才可以在后續(xù)對(duì)濾膜進(jìn)行清洗的過程中直接和清洗液進(jìn)出管連接。

在整個(gè)反滲透裝置中，高壓泵是動(dòng)力設(shè)備，可為其運(yùn)行提供充分的動(dòng)力。因此在具體設(shè)計(jì)中，為保障高壓泵的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行，通常需要將其設(shè)計(jì)為過熱保護(hù)模式，在高壓泵前后分別進(jìn)行低壓保護(hù)以及高壓保護(hù)開關(guān)的設(shè)置。具體運(yùn)行中，一旦進(jìn)水壓力低于設(shè)計(jì)值，停運(yùn)保護(hù)會(huì)立即開啟；如果超出了設(shè)計(jì)值，高壓保護(hù)也將立即開啟[4]。通過這樣的方式，才可以讓反滲透膜得到良好保護(hù)。

3 綠色節(jié)能環(huán)保直飲水機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用

3.1 明確工藝流程

在對(duì)綠色節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用的過程中，首先需要對(duì)其具體的工藝流程加以明確，這樣才可以對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)做到良好操控，使其在滿足實(shí)際應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮出綠色、節(jié)能與環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。見圖（本次所研究的直飲水凈化綠色節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)備凈水流程示意圖）：

圖中，序號(hào)1代表原水箱；序號(hào)2代表原水泵；序號(hào)3代表循環(huán)泵；序號(hào)4代表水射器；序號(hào)5代表一級(jí)臭氧發(fā)生器；序號(hào)6代表一級(jí)制氧機(jī)；序號(hào)7代表石英砂過濾器；序號(hào)8代表活性炭過濾器；序號(hào)9代表離子交換器；序號(hào)10代表制水超濾或精濾裝置；序號(hào)11代表高壓泵；序號(hào)12代表反滲透機(jī)組；序號(hào)13代表化學(xué)清洗箱；序號(hào)14代表化學(xué)清洗泵；序號(hào)15代表凈水箱；序號(hào)16代表循環(huán)泵；序號(hào)17代表水射器；序號(hào)18代表二級(jí)臭氧發(fā)生器；序號(hào)19代表二級(jí)制氧機(jī)；序號(hào)20代表變頻供水泵；序號(hào)21代表回水精濾裝置。

直飲水凈化綠色節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)備凈水流程示意圖

3.2 自動(dòng)化控制

在該綠色節(jié)能環(huán)保直飲水機(jī)械設(shè)備的具體應(yīng)用中，可通過自動(dòng)化技術(shù)對(duì)該裝置進(jìn)行控制。在自動(dòng)化控制程序的執(zhí)行中，用戶可首先通過按鈕開關(guān)將機(jī)械設(shè)備調(diào)整到自動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)，原水泵將會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的啟動(dòng)，在經(jīng)過5-10秒鐘的延時(shí)之后，高壓泵也將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，然后將沖洗閥打開，沖洗10秒鐘之后關(guān)閉。若裝置運(yùn)行中自動(dòng)高壓泵低壓控制器有信號(hào)輸入，機(jī)械設(shè)備將會(huì)立即關(guān)閉，并將低壓報(bào)警啟動(dòng)。在純水箱的水位到達(dá)了設(shè)計(jì)值之后，需要將高壓泵以及原水泵立即關(guān)閉[5]。在水位達(dá)到了中位之后，自動(dòng)化控制系統(tǒng)將會(huì)對(duì)原水泵進(jìn)行自動(dòng)控制，在延時(shí)5-10秒鐘時(shí)，如果低壓控制器有輸入信號(hào)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，并立即進(jìn)入到停機(jī)狀態(tài)中。而在高壓泵的自動(dòng)化啟動(dòng)過程中，也會(huì)將沖洗閥打開，沖洗10秒鐘之后自動(dòng)關(guān)閉。

4 結(jié)論

綜上所述，在對(duì)綠色節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程中，應(yīng)全面分析實(shí)際的應(yīng)用需求，并以此為基礎(chǔ)來進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的合理設(shè)計(jì)，通過綠色環(huán)保型材料的應(yīng)用、人性化設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)、減震降噪設(shè)計(jì)等來實(shí)現(xiàn)其綠色節(jié)能環(huán)保效果。同時(shí)也應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，通過應(yīng)用流程分析和各項(xiàng)環(huán)節(jié)的操作控制來保障其節(jié)能環(huán)保效果。