王昊浩

摘要：一般来说，不管是家庭生活还是饭店，厨房每天都会产生很多餐厨垃圾，不能直接排放这些垃圾，否则会污染环境以及水质等等，所以在这种情况下，必须要正确选用餐厨垃圾处理设备，也要保证所选设备具有较强的可靠性。基于此，本文从成套设备可靠性建模、设备系统的可靠性预估和分配以及机械系统故障三个方面进行详细分析，以供大家学习和参考。

关键词：餐厨垃圾处理设备;可靠性

餐厨垃圾若不能进行科学处理直接向大自然排放，在合适的细菌以及温度作用下，就会迅速腐败变质，除了污染附近环境，侵占很多土地，污染空气、河道和地下水，阻礙城市温度发展，也会浪费很多资源。研发和制作小规模单元化餐厨垃圾处理设备，利用微生物发酵降解将其变成能够循环利用的有机肥料，除了解决由于餐厨垃圾产生的各种设备问题，还可以防止浪费大量的资源，显著提高资源有效利用率。

一、成套设备可靠性建模

因为餐厨垃圾成分以及物理性质都是比较复杂的，处理设备的可靠性是餐厨垃圾处理项目正常运行的关键因素。餐厨垃圾原料有很多成分，物料逸散出刺鼻的臭味，设备发生故障后，维修环境十分恶劣，现代化餐厨垃圾处理厂家要求设备应该具有相当高的可靠性以及自动化水平。餐厨垃圾处理设备要求运行寿命不能少于10年，系统发生故障的平均时间间隔超过300个小时。对系统可靠性的基础条件进行分析，是系统总体和每个单元之间的可靠度逻辑关系，利用模型将可靠性直观充分体现出来。构建系统内可靠度框架度，对不同内部元件之间的关联逻辑关系进行生动的描述，建立可靠度相当高的数学模型。建立该模型可以对设计方案进行权衡以及改善，便于对附属系统提出可靠性要求，对权衡指标以及成本等等都是有利的，能够提供相当强的可靠性设计支持。将我国某个地区的餐厨垃圾处理项目边界条件作为依据，餐厨垃圾处理主体工艺的流程具体如下：第一，上料。经分选破碎到挤压脱水。第二，从中将油脂提取出来，对其实施固体渣滓的微生物发酵降解。第三，产生有机肥。对于成套餐厨垃圾设备而言，非标设备是不可或缺的，工艺设备有很多，比如：分选破碎设备，还有螺旋输送设备等等为主。

二、设备系统的可靠性预估和分配

（一）可靠性预估

根据原来工程经验对可靠性进行科学预估，比如：餐厨垃圾处理设备的现阶段技术水平，还有组成特征等等，认真考虑非标设备故障，在方案设计时预估此设备在今后工作中是否可靠，也就是评估预测此设备在限定工作时间以及工作条件等等多种情况下可以做好实现既定目标功能的几率[1]。在设计工作将要结束前，预估设备实现预定功能的可靠程度，可靠性预估的根本目的是为设计方案提供重要的依据。将平均故障间隔时间当做重要基础的参数，预估餐厨垃圾处理设备的可靠性，通常针对设备经故障修复后二次投入到工作运转过程中的能效。

（二）系统可靠性分配

可靠性分配将用户在项目任务书中明确规定的设备可靠性当做有力依据，结合有关原则在构成设备的所有部件单元中科学分配，保证符合每个构成部件可靠性的定量要求。对每个部件设计师的设计工作都提出相应的指标要求，进而研究其实现可靠性指标运用的设计方式以及资源，是进行设备可靠性分配的根本目的。因为餐厨垃圾处理设备有很多流程、使用工况不良、要求自动化设备运行是十分可靠的，所以在分配可靠性过程中必须要优先认真考虑每个部件的重要性。

三、机械系统故障树分析

在工程设计过程中普遍运用故障树分析法对大型复杂系统运行的多个方面进行分析，比如：安全性能，还有可靠度等等，运用演绎法来分析其各级[2]。故障树分析，简单来讲，是结合每个零件之间的逻辑关系，利用计算机运算明确设计中存在的不足，发现出现几率很大的故障点，而且将有关的整改措施真正落实到位。

（一）建立设备机械系统分析故障树

设计与优化餐厨垃圾成套设备可靠性相当高的系统，不仅结合物料特性选择成熟的传感器以及控制元件，积极优化控制逻辑，也保证其是相当可靠的，而且需要有效解决机械零部件的可靠度。使用预处理设备将餐厨垃圾中包含的杂质全部去除，利用好氧微生物将有机质转变成有机肥料，设备由于故障造成处理线不能稳定运行，认定是设备故障，将此当做需要注意的结果事件。

（二）上料部件故障树

就餐厨垃圾处理设备来讲，上料部件是首个工艺设备，其功能是以接受餐厨垃圾车卸料为主，即将物料沥水后输送给下道工艺设备，而且可以缓存物料[3]。使用餐厨垃圾收集车卸料过程中必须要确保上料部件正常运行，禁止出现起拱桥或者垃圾堵塞的情况。整理在上料部件中容易发生的故障情况，科学建立故障树，如图1所示：X1表示沥水孔堵塞，X2表示螺旋卡带，X3表示密封失效，X4表示架桥起拱，X5表示变频器失效，X6表示变频器失效，X7表示线路故障，X8表示电机故障，X9表示减速机损坏，X10表示轴承损坏。

（三）挤压部件故障树

利用挤压部件脱水已分选破碎的有机质，液相提取油脂，将固相当做好氧发酵的主要原料。挤压和分选破碎部件的效率对发酵处理运行有直接的影响，而且直接关乎道最后的产出物质[4]。餐厨垃圾中有不容易破碎的成分，容易导致电机由于挤压装置卡塞而发生过载故障;对餐厨垃圾中高蛋白以及淀粉含量很高的物质进行挤压时，很有可能出现挤压部件堵塞的情况，造成设备不能正常运行，进而发生故障。通过科学分析挤压部件，建立故障树，如图2所示：X11表示皮带失效，X12表示减速机齿轮损坏，X13表示轴承损坏，X14表示联轴器磨损，X15表示筛网损坏，X16表示挤压螺旋卡塞，X17表示背压系统故障，X18表示电机过载。

（四）好氧发酵仓故障树

好氧发酵仓是处理设备的重要部件，功能是微生物的好氧发酵为主。设备确保其实际运行环境真正满足微生物发酵分解的实际需求，也要确保产出物与有关的标准要求相符。在微生物发酵中必须要保证发酵舱具有较强的密封性以及优越的恒温性能，确保微生物发酵过程中对温湿度的需求，科学混合配合容器内的物料以及菌群，确保有足够的氧气可以满足微生物发酵[5]。好氧发酵内螺旋带在混合搅拌物料的过程中，利用电机带动容易将处理好的物料翻转排出来。对好氧发酵仓进行深入分析，建立故障树，如图3所示：X19表示搅拌浆叶发生断裂，X20表示发酵仓体的密封效果发生泄漏，X21表示传动齿轮长期运行出现非常严重的磨损，X22表示轴承出现非常严重的磨损，X23表示电机故障，X24表示线路故障。

结语

总而言之，要想减少螺旋挤压设备失效率，必须要做到以下三点：第一，对清洗装置工作时间作出科学安排。在餐厨垃圾中粘稠度相当高的成分为有机质，在开展挤压工作过程中很有可能导致筛筒出现堵塞的情况，利用清洗装置定期对挤压部件进行冲洗，能够显著减少此故障的出现几率。第二，完善背压系统调节机制。为了可以对固渣含水率进行适当调节，需要合理利用背压系统调节排查尾椎的顶紧力，要想减少由于背压系统反馈动作后导致排渣口堵塞而出现的故障，应选择迅速响应的气缸当做背压系统的重要执行元件。第三，不再采用螺旋挤压工艺方法，而是尝试着运用其他一些可靠度比较高的方法。

参考文献

[1]王发生.基于餐厨垃圾处理的一体化设备设计[J].能源研究与利用， 2021（01）：54-56.

[2]周挺进，沈若辰，杨德明.餐厨垃圾就地处理设备的应用[J].广东化工，2021，48（03）：168-169+173.

[3]彭清.餐厨垃圾处理设备可靠性分析[J].设备管理与维修，2020（18）：29- 30.

[4]刘悦.餐厨垃圾处理设备的现状与发展趋势[J].中国资源综合利用，2020，38（05）：108-110.

[5]绳以健，刘玉德，高春青.餐厨垃圾处理设备可靠性分析[J].农业机械， 2013（23）：78-84.