污水处理机械可靠性设计与分析

车银起

【摘 要】在全球环境逐渐恶化的大环境下，人们对环境保护工作的重视程度也逐渐提高。在环保工作中，工业污水处理是一项重要的任务，是对水资源污染进行有效控制的重要措施。在进行污水处理过程中，污水处理的机械可靠性是污水处理工作正常进行的重要保障。因此，我们必须重视污水处理过程中的机械可靠性。本文将从污水处理的运行特点出发，探讨污水处理机械可靠性设计的方法，保证污水处理的机械可靠性。

【关键词】污水处理；机械可靠性；设计与分析

1引言

机械设备时进行污水处理的主体，想要使污水处理正常进行，就必须保证机械设备的正常运行。然而，由于污水中含有大量的污泥会这腐蚀性液体，污水长时间的通过机械设备会对设备与谁接触的位置造成堵塞和腐蚀，导致这些关键部位失效，影响机械的可靠性，降低污水处理效率。因此，提高机械可靠性能够保证污水处理的正常进行，减少机械设备损坏的概率和维修投入，提高污水处理效率。据不完全统计，具有先进机械可靠性设计的污水处理设备的可靠性是缺少机械可靠性设计的设备的2～3倍。所以，我们必须改进污水处理设备的机械可靠性，满足社会日益增长的污水处理需求。

2污水处理机械可靠性的分析

从污水处理设备的运行特点分析，污水处理的机械可靠性指标有以下三个，分别是平均无故障工作实践、平均修复时间以及有效度。

2.1平均无故障工作时间可简称为MTBF，这个指标就是指机械设备运行中每次发生事故与上一次发生事故的时间间隔的平均值，也就是指机械设备在使用寿命内运行时间总和与发生故障次数的比。

2.2平均修复时间可简称为MTTR，这个指标就是指机械设备每次出现故障时，从影响设备运行到修复正常运行的时间的平局值，这个指标数值越小，就代表每次故障修复时间越短。

2.3有效度可简称为A，这个指标的主要功能就是对机械设备进行正常运行综合评价，这个评价是从机械设备的可维修度与可靠度方面进行的，也就是指可以进行维修的机械设备在某个特定的时间内维持其功能的概率,这个指标与平均无故障工作时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）的关系为：A=MTBF/(MTBF+MTTR)。从公式可以看出，有效度的值是小于1的，这个指标月接近1，就意味着污水处理的可靠性越高。

3机械可靠性设计的基本原则

对污水处理设备进行机械可靠性设计就是为了提高设备的使用寿命，为了实现这一目的，就必须提高平均无故障工作时间，降低平均修复时间，从这两个方面入手，就可以保证污水处理设备的有效度有所提高。污水处理机械可靠性设计的根本就是改善设备结构和提高设备零部件的强度，想要实现这个目标，主要的途径有两种，分别是定量可靠性设计以及定性可靠性设计。其中，定量可靠性设计就是要了解并数量掌握各个设计出零部件的应力分布以及强度分布，并且以各种设计参数的随机性为基础，建立极限状态函数关系，满足污水处理设备的可靠性要求。而定性可靠性设计则是以分析故障模式对于机械设备的影响及危害为基础，并通过使用成功的设计经验，是污水处理机械可靠性满足要求。

4机械可靠具体设计方法

4.1适应工作环境

污水处理设备的工作环境一般都是在具有很强的腐蚀性并且潮湿的环境，想要提高机械可靠性，就必须使设备适应自身的工作环境，并能够长期在这种环境中运行下去。设备适应工作环境的前提是在设计时考虑到设备使用过程中可能出现哪种环境，并为每种可能出现的环境制定有效的保护措施，降低工作环境对于污水处理设备的不良影响。这些保护措施包括选择合适的材料和设计，并对接触外界环境的部分进行适当的表面处理或使用涂层等防护措施，这样才能使污水处理设备适应其工作环境。

4.2设备操作的人性化设置

设备操作的人性化就是指污水处理设备在工作状态时要减少人为操作，并要求污水处理设备的所有人为操作方式都符合人体工程学的设计，包括设备的控制柜以及操纵台，减少工作人员的工作量，提高设备使用时的可靠性。在设计污水处理设备的控制柜以及操纵台时，不仅要保证显示系统中各种仪表显示的准确性和灵敏度，而且要将这些显示设置在人眼最容易观察到的位置，方便工作人员进行观察。设备操控装置要简单可靠，所有人为操作都要符合人体的操作习惯，并对相近的操作进行明确的区分，避免出现误操作。与此同时，工作人员在操控设备时所处的环境也十分重要，因此设备的操控环境要进行保持舒适的温度和湿度，还要注意噪音和振动对操控的影响，防止工作人员因受到这些因素的影响而无法专心工作。此外，对于污水处理设备中存在的告诉旋转类机械，如水泵、鼓风机。要对他们采取隔音技术，将机械运行的噪声控制在可以接受的范围以内，并保持机械的散热及冷却。

4.3保证设备的可修复性

在对污水处理设备进行设计时，要充分考虑到设备的可修复性，设备的机械有效性只要是有可修复性以及可靠性两个方面构成的。因此，对于机械设备的基本要求不仅需要较长的平均无故障工作时间，尽量减少在使用寿命期间发生故障并维修，而且要保证在发生故障时，利用较短的时间就能够彻底修复，并且节省维修费用，这样才能有效的提高设备的有效率。为了保证设备的这个特性，设备设计时使用的零部件压进行使用标准化的零部件，这样就能够在故障发生时，用最短的时间找到合适的零部件替换出现故障的零部件，提高故障处理的准确性，缩短故障维修停机时间，提高设设备的可修复性。但是，在简化污水处理设备设计，保证设备可修复性的基础上，不能够以降低性能为前提。只有在保证设备性能的基础上尽量的简化设计，提高设备课修复性。

4.4预防设备过载

为了防止污水处理设备在工作中出现过载的情况，必须在设计中增加过在保护功能以及检测设备，保证在污水处理设备在工作中发生过载事故时，能够立刻停止工作状态。因此，在可靠性设计中必须提倡智能化，选择并采用光电感应器，使用PLC程序控制技术完全代替继电器控制，提高污水处理设备的自我保护功能。在设计电气回路时要增加急停开关，保证过载保护时开关迅速关闭，切断设备电源。与此同时，设备还要增加检测装置，对电源的质量进行实时的监控，同时还要检测摩擦件的温度情况、润滑油的质量状态。这样做的原因是电压的不稳定、润滑不到位以及摩擦件的温度升高都会导致局部发生过载情况。完善且灵敏的检测专职能够帮助设备维修人员迅速的找到故障位置、分析故障发生的原因，大幅度的减少故障修复时间。

4.5安全保障

安全保障是机械可靠性设计的重要目的，这里的安全不仅包括机械设备的安全，而且包括设备操作者的人身安全。在设备的设计方案确定之前，设计部门必须对污水处理设备的运行环境进行详细的现场勘查，并根据勘查的结果对环境的安全性进行评估，评估运行环境与应力可能对设备造成的影响，并将评估结果作为安全保障设计的依据。与此同时，安全保障对于设备操作者的人身安全同样重要。污水处理设备中会存在大量的旋转机械，这些机械中有一些会存在外露部分，如果不对这些部分加设防护装置，就会存在设备运行中割伤工作人员的危险。此外，污水处理设备在设计中还要考虑到设备维修人员的安全保障，从设备设计方面降低设备维修人员进行高危作业的比例，保证设备维修人员的人身安全。

5结束语

总而言之，污水处理机械可靠性设计是复杂程度很高的工作。想要做好污水处理机械可靠性设计就必须对机械可靠性进行深入的分析，并掌握机械可靠性设计的基本原则，采用真确的设计方法对污水处理机械可靠性进行科学合理的设计，保证污水处理设备的安全性、可靠性以及维修性，提高污水处理水平，控制污水排放量，减少污水对环境的污染。

参考文献：

[1]陈静,郝少祥,邵凤翔.机械可靠性优化设计的应用[J].中国煤炭.2010(10).

[2]唐振宇,卢英全.机械可靠性设计的内涵和递进[J].科技传播.2013(15).