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中心供氧系统管理与维护

时间:2018-06-14来源:本站作者:一特官网


      医用氧气,不同于普通工业用氧,具有严格的质量要求,其制备、传输及使用,规范严格。本文从中心供氧的制氧机的结构、原理、流程及制氧机使用中存在的问题的分析研究,论述中心供氧管理的重要性。      

  

      医院所用的医用氧气,关系到病人的生命安全和健康,不同于一般使用的工业用氧与钢铁、冶炼行业用氧,具有较高的质量要求,按《中华人民共和国医药行业标准》GB898688要求,医用氧气的:氧浓度≥90%(V/V,水含量≤0.07g/m3,二氧化碳含量≤0.01%(V/V),固体物质粒径≤10μm,固体物质含量≤0.5mg/ m3,其它对一氧化碳含量、气态酸和碱含量、臭氧及其它气态氧化物含量都有详细明确的要求规定。

      因此,医院医用氧气的制备、供给要求都是相当严格的。医院医用氧气供应,经历了传统的瓶氧分散供氧、瓶氧汇流排集中供氧、改进的液态氧罐中心供氧时代后,发展到目前先进的制氧机本地中心供氧,在此过程中,医院单位用氧量的供氧成本在不断降低,特别是制氧机中心供氧,不仅运行成本降的更低,而且安全性、可靠性得到了极大的提高,是目前医院系统积极采用的供氧方式。我院医用氧气自2004年开始,采用德国STEPHAN公司的FS240型制氧机组进行中心供氧。 


一、制氧机结构、原理  


    1、德国STEPHAN公司的FS240型制氧机的结构:采用模块化、单元化结构,整机由上中下3个模块24个单元组成,即每个模块为8个制氧单元;每个制氧单元的大件只有1台空气压缩泵、1只变压吸附制氧的分子筛罐,小的包含1只空气过滤器、一只出气单向止回阀;分子筛罐是由12根装有FS23型分子筛的筒组成,且在底部安装有控制装置,控制分子筛筒间不断进行加压和减压轮换,实现分子筛的吸附和解吸附。每个制氧单元产生的氧气压力为0.8bar左右(1bar(巴)为0.1MPa(兆帕)),还不能直接被中心供氧系统使用,因此,制氧机生产厂家将4个制氧单元输出的低压氧气汇总后经1台氧气增压泵增压至7bar,再通过由多功能继电器控制的输出、排气切换电磁阀(制氧单元刚启动时制备的氧气浓度不能达标,由排气口排出,40秒钟后氧浓度应已达到要求,转为供氧输出),再经单向止回阀为一路输出,前后两路合二为一个模块。3个模块再各经手动截止阀输出,汇总向储气罐及中心供氧管路供氧。

      制氧机整机的额定输出为每分钟240升,输出压力为5.0bar;即每个制氧单元的制氧量为每分钟10升,而功耗不足420瓦;氧气浓度为93±3%。该机整体结构简节,效率高。  


    2、制氧机制氧原理及工作流程:该制氧机以空气为原料,利用分子筛变压吸附原理制氧。由于氧分子比氮分子要小,在加压的情况下,氧分子可无障碍地通过分子筛,而氮分子则将完全被分子筛吸附;减压时则使分子筛解吸附,排出废气。


       制氧机工作时,含氧量为21%的新鲜空气,经过滤器过滤,吸入空气压缩机,压缩至1.5~1.8bar的高压,送变压吸附制氧分子筛罐。当压缩空气从分子筛罐的底部注入(即加压),制备的氧气从分子筛罐的顶部连续不断地输出,而氮气则被分子筛所吸附;在减压时废气(氮气、二氧化碳、水汽、油汽等)则从分子筛罐的底部排气孔排出。制氧机的3个模块可根据用气情况,自动控制开启1个、2个或3个,且每次开启的第一个模块自动轮换,使各模块间的平均使用时间基本相等。模块开启的控制为:当制氧机输出氧气的缓冲储气罐的压力低于6.3bar时,第一个模块开启;低于6.1bar时,第二个模块也开启;低于5.9bar时,第三个模块也开启,三个模块同时运行,如此保证制氧量与用氧量的动态平衡而又节省能源;当缓冲储气罐氧压升高至6.5bar以上时,三个模块同时停止运行,如此周而复始。       


     由于当用氧量长时间超过制氧机的额定输出量时,会使制氧机输出储气罐氧压力下降,而且制备的氧气的浓度也会有所下降。为保证供氧中心不间断安全供氧,控制系统在用氧需求大于制氧机的最大供应量,输出缓冲储气罐氧压低于4.5bar时,自动将输出切换至备用汇流排,由汇流排备用瓶氧来供氧(停电或停机检修时相同);当输出缓冲储气罐的氧压恢复到高于5.0bar后,系统才自动回切至制氧机供氧。当环境氧浓度低于16%或高于26%,以及其它系统设备出现故障时,控制系统将发出声、色报警,以便及时人工控制、处理。  


二、制氧机使用中存在的问题  


    1、输出氧浓度降低问题。现象:制氧机运行一段时间以后,输出的氧浓度由开始时的96%下降到89%以下,且发出报警,影响系统供氧。原因:经分析:一是由于制氧机的吸入空气过滤器脏了,有阻塞,通气量严重下降了造成的;二是制氧机房总的通风量不足,环境氧浓度降低造成的。因为,制氧机是采用分离空气中的氧气来制氧的,氧气的制备量=氧气离析率×通气量×环境氧浓度/输出氧浓度,氧气离析率由分子筛特性及所加压力决定,通气量为单位时间内通过过滤器的空气流量,环境氧浓度为制氧机所吸用的空气的氧浓度。正常空气的含氧量为21%,同时含氮为78%,当制氧间通气量不足时,制氧后环境空气的氧浓度降低,氮浓度升高;所以环境氧浓度和通气量是制氧机运行的两个非常重要的环境参数。为保证环境氧浓度不低于21%,制氧机房就需要有大量的新鲜空气的补充和高含氮废气的及时排出。原来使用进出风采用流量为3000m3/h单台风机进行换气,理论上的换气量应该足够了,但由于风道施工、消声装置安装等原因,实际风量不能满足需要,环境氧浓度难以得到保证,需开二台风机进出才可以。


       但大流量的空气将带来大量的尘埃粒子等,所以制氧机所用的空气必须经过过滤器严格过滤。制氧机吸气口的空气过滤器担当着卫士的功能,阻挡空气中的大量的尘埃粒子和细菌、真菌等微生物。尘埃粒子在过滤器外的沉积,阻挡了空气的通路,使过滤器的通气量随着时间的推移不断降低,从而使机器的制氧量、产生氧气的浓度随之而降低,当产生的氧气浓度低于90%时,就达不到医用氧气标准,必须更换过滤器。由于目前该制氧机用的过滤器是进口的,具有单位面积通气量大、降噪消音的特性,价格较高,且购买麻烦,采购周期长。


      我们现采取:1、对原过滤器进行清洗再用;2、在过滤器外加罩廉价的过滤网来延长过滤器的使用时间。过滤网罩每周进行更换,保证通气量。过滤器通气量、环境氧浓度得到保证以后,制备的氧气浓度下降速度明显减缓,空气过滤器的使用时间大大延长,原来过滤器使用2个月就使所制氧气浓度由96%降至89%,现4个月了还能保持在95%。  

 

    2、运行温度问题。现象:用氧量小于制氧量的情况下,输出储气罐的压力也不能上升,有时还不断下降。原因分析:发生了漏气。氧气增压泵输出的硅橡胶软管,额定使用温度在120℃以上,却发生了温度过高爆裂现象;输出单向止回阀,逆止失效漏气,因内密封圈为尼龙橡胶类的,高温使其变形,密封作用消失。因为:变压吸附式制氧机制取氧气,先进行了空气的压缩,再进行氧气的增压,两个过程都是气体压缩,由热功原理可知,当气体压缩时,气体体积缩小,放出大量热量,膨胀时则相反。所以,虽然压缩机、增压泵本身功耗不大,但气体压缩所生产的热量,对长时间运行的设备的实际温升却不低。增压泵出气口管子的实测温度高达110℃。采用进风对其直吹,加快散热,可有效降低设备温升。加快制氧机房的空气更换,不仅有利于保证环境氧浓度,还可以及时带走机器运行产生的大量热量,降低制氧间的环境温升。 


三、结论  


    医院采用制氧机本地制氧中心供应,虽然可以实行无人值守,自动运行,但其管理还是非常重要的,为保证其安全、高效运行,必须经常巡检,及时发现问题,及时处理解决。同时,保证制氧间的通气量,保证环境氧浓度,及时清洁过滤器更换过滤网,定期检测压缩泵、增压泵,保证单向阀正常运行,保证散热风机正常运转等等,这些成为中心供氧管理的重要内容。



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