綠色節能環保機械設計及設備應用淺述

馬偉偉

（德州眾和環保裝備制造有限公司，山東 德州 253000）

在我們的日常生活中，通常會應用到很多的節能環保型機械設備，而在這些機械設備的設計與應用過程中，如何能讓綠色節能環保效果得到充分發揮，一直以來都是人們所關注的重點。因此，在對此類機械設備進行設計的過程中，應該對其應用需求加以全面明確，在此基礎上進行綠色環保設計；具體應用中，應該嚴格遵循其操作規范和流程進行操作。通過這樣的方式，才可以使其設計和應用都保持合理，以此來發揮出綠色節能環保機械設備的實際價值。

1 某直飲水凈化機械的綠色節能環保設計分析

本次所研究的是某小區中的直飲水工程機械設計，在該工程系統中，應用到的是綠色節能環保型的直飲水機械設備，該設備整個系統的節能環保設計都有著非常理想的效果。其主要的應用原理是將符合飲用標準的水資源或者是自來水用作原水，對其進行深度的凈化與處理，最終經過小區中的自來水管道直接輸送給小區用戶。以下是該直飲水凈化機械的綠色節能環保設計分析：

1.1 人性化設計理念的應用

在對綠色節能環保機械設備進行設計的過程中，一定要注重人性化理念的應用，以此來提升機械設備的實用性。在對本次所研究的某小區直飲水工程進行綠色節能環保直飲水機械設計的過程中，選用的是造型和色彩都比較簡單的不銹鋼材質，通過嚴謹的設計來保障其操作體驗。同時，整個機械系統中，所有機械設備的安裝都十分簡單，便于操作，且維修養護也十分簡單。

1.2 原材料的合理選擇

在本次為某小區直飲水凈化系統所設計的綠色節能環保型直飲水機械設備中，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，其主體結構材質主要是不銹鋼，這些材質有著較高的安全性，且無毒無害，在水源輸送過程中并不會對水質造成不利影響。同時，為達到良好的節能環保效果，本次機械設計所選擇的不銹鋼材質有著非常好的綠色環保性能，可實現回收和再利用，且不會給周邊環境造成污染，對資源與環境可持續發展目標的實現十分有利[1]。另外，此類不銹鋼材料的余料和廢舊料都具備一定的經濟價值，通過此類綠色環保型不銹鋼材質的應用，可實現直飲水工程成本的合理降低。

1.3 減震降噪措施的合理應用

在本次的直飲水綠色節能環保型機械設備設計中，因為該裝置比較特殊，所以為避免其運行過程中的震動干擾，可將其設置在臨近小區的附屬廠房中，也可以將其設置在小區的地下室里。因為該機械系統中有泵類機械設備，在運行過程中會產生比較大的噪音，所以在具體設計中，為達到良好的降噪效果，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到良好的減震降噪效果。同時，對于此類機械的出水口位置，設計中也應該通過柔性接頭或者是消聲止回閥等的合理應用來達到良好的降噪效果。通過這樣的設計，才可以有效降低機械設備運行過程中的震動和噪聲，盡最大限度減輕震動和噪聲污染，以此來達到良好的綠色環保效果。

1.4 注重節能效果的提升

本次進行直飲水工程機械設計的某小區中，所有的住宅均為高層建筑，因此在具體設計中，選用了最為先進的樓宇供水技術，將變頻供水裝置引入到該系統中，以此來實現良好的供水控制，在這個直飲水系統內，用戶用水量處在動態變化中，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平衡狀態，以此來達到良好的能耗節約效果。而在水泵的運行過程中，按照流體力學特征，可以采用變頻調速技術來達到更好的節能效果，相比較普通的閥門調節以及節流孔板而言，該技術可顯著降低用電量[2]。而本次所設計的變頻調速供水機械設備所應用的就是變頻調速原理，其自動式閉環調節系統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等，通過該系統的應用，可實現整個系統中各組成部分優勢的充分發揮，以此來實現水資源和電力資源的最大化節約。

2 某直飲水凈化綠色節能環保機械設備的工藝分析

在本次所研究的直飲水工程中，涉及到的設備工藝和參數都很多，而通過這些工藝與參數的合理設置，便可以達到良好的節能環保效果。在具體的綠色節能環保型直飲水凈化機械設備的設計過程中，主要的工藝應符合以下的幾項標準：

2.1 原水泵設計工藝

對于原水泵，其主要的設計工藝就是流量參數的合理設計。在對此項工藝參數進行設定的過程中，主要按照以下的公式進行設定：

Q=冷水設備中的產水量/系統回收率

其中，系統回收率的單位是L./h。

2.2 石英砂過濾器設計工藝

對于石英砂過濾器，在具體設計中，應該在其進出口的管路上進行全自動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現石英砂過濾器的自動化控制和操作。而在對其罐體進行參數設計的過程中，主要的指標有罐體的高度和原水泵流量等。裝填濾料的過程中，應該將濾料裝置設置在空中，使其高度達到罐體高度的2/3，同時應保障過濾的方向始終為低處進、高處出。

2.3 離子交換器設計工藝

在對離子交換器的罐體參數進行設計時，應嚴格按照相應的標準來進行設計。比如，原水泵流量參數設計中，應按照以下公式來進行設計：

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]。在對等離子交換器進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計方法進行設計。對于等離子交換器而言，一項重要的附屬設備是鹽箱，借助于這一附屬設備，可以對再生用的飽和鹽水進行溶解和儲存。而在對這一附屬設備進行設計的過程中，一項主要內容就是保障其體積的合理性，通常情況下，在對其體積進行設計的過程中，可直接取交換樹脂的具體體積作為其體積參數。

2.4 反滲透裝置設計工藝

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等，這一裝置的主要功能是脫鹽處理，在壓力容器中，因為有膜組件的存在，所以整個裝置都可以在運行中將高壓泵作為基礎，通過高壓泵來實現自身進水流量以及進水壓力的供應，為凈水提供一個比滲透壓更高的壓力作用，以此來達到良好的凈水效果。

精濾是反滲透裝置內的一個關鍵組分，具體設計中，為實現精濾作用的充分發揮，通常會選擇規格是8寸的壓力容器，以此來實現反滲透設計的標準化。每一個壓力容器都是由很多個膜組件所組成，而在各個膜組件內，都專門進行了維修隔離閥門的設置，一旦某個膜組件在運行過程中出現了故障，其他組件依然可以保持正常運行。

對于超濾膜組件中的每一個單元，一定要在其進出口總管位置做好專門的閥門設置，通過這樣的方式，才可以在后續對濾膜進行清洗的過程中直接和清洗液進出管連接。

在整個反滲透裝置中，高壓泵是動力設備，可為其運行提供充分的動力。因此在具體設計中，為保障高壓泵的穩定和可靠運行，通常需要將其設計為過熱保護模式，在高壓泵前后分別進行低壓保護以及高壓保護開關的設置。具體運行中，一旦進水壓力低于設計值，停運保護會立即開啟；如果超出了設計值，高壓保護也將立即開啟[4]。通過這樣的方式，才可以讓反滲透膜得到良好保護。

3 綠色節能環保直飲水機械設備的應用

3.1 明確工藝流程

在對綠色節能環保機械設備進行應用的過程中，首先需要對其具體的工藝流程加以明確，這樣才可以對各個環節做到良好操控，使其在滿足實際應用需求的基礎上充分發揮出綠色、節能與環保的優勢。見圖（本次所研究的直飲水凈化綠色節能環保機械設備凈水流程示意圖）：

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

直飲水凈化綠色節能環保機械設備凈水流程示意圖

3.2 自動化控制

在該綠色節能環保直飲水機械設備的具體應用中，可通過自動化技術對該裝置進行控制。在自動化控制程序的執行中，用戶可首先通過按鈕開關將機械設備調整到自動狀態，這時，原水泵將會實現自動化的啟動，在經過5-10秒鐘的延時之后，高壓泵也將會自動啟動，然后將沖洗閥打開，沖洗10秒鐘之后關閉。若裝置運行中自動高壓泵低壓控制器有信號輸入，機械設備將會立即關閉，并將低壓報警啟動。在純水箱的水位到達了設計值之后，需要將高壓泵以及原水泵立即關閉[5]。在水位達到了中位之后，自動化控制系統將會對原水泵進行自動控制，在延時5-10秒鐘時，如果低壓控制器有輸入信號，系統便會自動發出報警，并立即進入到停機狀態中。而在高壓泵的自動化啟動過程中，也會將沖洗閥打開，沖洗10秒鐘之后自動關閉。

4 結論

綜上所述，在對綠色節能環保機械設備的設計與應用過程中，應全面分析實際的應用需求，并以此為基礎來進行機械設備的合理設計，通過綠色環保型材料的應用、人性化設計、節能設計、減震降噪設計等來實現其綠色節能環保效果。同時也應該對其進行科學應用，通過應用流程分析和各項環節的操作控制來保障其節能環保效果。