液氧储槽供氧系统与医用制氧机技术的比较分析

2013-05-31徐旭

中国医疗设备 2013年1期

徐旭

徐州市第一人民医院设备科，江苏徐州 221002

医用中心供氧系统是医院必备的重要设备之一。目前普遍采用汇流排、液氧储槽（LOX）和医用制氧机技术（以变压吸附技术为基础）作为中心供氧的方法。供氧技术方法的选择应根据医院的规模、液氧的价格及液氧的运输方法、设备的维护技术力量、运行及维护成本等综合考虑。中小型医疗单位大多选用瓶装医用氧、汇流排，大型医院则选择液氧储槽和制氧机来进行供氧。我院采用的是容积为5 m3液氧储槽供氧，随着住院病人量逐年上升，对氧气的需求量不断加大，为保障医院诊疗工作的顺利进行，拟增加一套新的供氧设备，为此对PSA制氧系统和现有液氧储槽供氧系统的储存状态特点、气体质量、气体利用率、设备安全性、运行及维护成本进行分析，为最终设备造型提供依据。

1 两种系统的工作原理

1.1 液氧储槽系统

LOX供氧系统主要由低温液体储槽、汽化器、安全阀、压力表、减压器、管道、阀门及终端送氧插头等组成。

液氧储槽集中供氧系统的供氧方式：液氧从液氧储槽流出后，经汽化器汽化，再经减压阀调压后通过供氧管道输送到手术室、抢救室、高压氧等各个病房的终端处，供临床开展正常的诊疗工作。

1.2 PSA制氧系统

PSA制氧系统主要由空气压缩机、冷冻干燥机、制氧机、贮气罐、过滤器、调压器等组成。

制氧系统采用加压吸附常压解吸方法，流程为两塔。原料空气由压缩机加压后，经过空气预处理装置除去油、尘埃等固体杂质及水蒸气，并冷却至常温，经过处理后的压缩空气由进气阀进入装有分子筛的吸附塔，空气中的氮气、二氧化碳等被吸附，流出的气体即为高纯度的氧气。工作流程，见图1。

图1 PSA制氧系统工作流程

2 性能评比

2.1 液氧储槽集中供氧特点

液氧储槽集中供气具有以下主要特点：① 低压供氧，安全可靠；② 储存运输简便；③ 省时省力，便于医院管理；④ 压力稳定，供氧能力强；⑤ 急救吸氧及时、方便；⑥经济效益、社会效益明显。

2.2 PSA供氧系统供氧特点

PSA制氧系统适用于各地区、各类医院就地制取医用氧气。可为医疗、保健部门提供永久而可靠的氧源，具有以下特点：① 无安全方面的特殊要求；② 氧气可随用随制，开机就能出氧，且可24 h连续运转；③ 产气纯洁、干燥，对管道无锈蚀；④ 以空气为原料，一次性投入后，只需有电即可；⑤ 低投入高回报，安全可靠；⑥ 对成本及维护的要求较高。

3 经济效益分析

3.1 液氧储槽供氧情况

我院于1998年购进液氧储槽，一直使用至今。目前中心氧站主要用于病房、急救室、手术室和高压氧舱等处的氧气供给，个别科室由于没有安装中心供氧终端，采用的是瓶氧送气。该液氧储槽每年都做简单的维护保养，除个别零件老化外，无重大问题。

目前使用的液氧储槽容积为5 m3，装满该储槽液氧需8000元左右，根据病人实际的用气量，在夏季满罐液氧能用5~6 d，冬季能用到4~5 d，平均满罐液氧能用5 d左右。2011年我院液氧实际使用量为224 m3，年液氧支出费用为36万元，平均每月花费约2.98万元。1 m3液氧折合瓶氧，约133瓶。将2011年全年液氧使用量换算成瓶装氧气(每瓶压力≥13 MPa),大约为29792瓶,累计每天消耗81瓶(1年365天算)，折合瓶装氧气费用为12.08元/瓶。如单独购买瓶氧约26元/瓶，按液氧折算成29792瓶氧计算，1年购买瓶氧的费用高达104万元（运输费除外）。

液氧罐每年折旧费为5000元，维修保养费用约为2000元，总计全年液氧费用达到37万元。

现增加一个新液氧储槽，参数如下：① 主要配置：液氧储槽1台、汽化器1台、系统管路1套；若需给高压气瓶充氧，还需低温增压泵、高压汽化器及汇流排等设备。② 主要参数：液氧罐容积10 m3/台；氧气浓度99.99%；输出压力16 kg；汽化器蒸发量1000 m3/h；给高压气瓶充氧30~60瓶/h。③ 设备成本：按上述配置及参数要求，院方直接向厂家购置，需36万元左右（含安装）。④ 设备的管理费用：因设备少、无电动部件；使用寿命长，故维修保养费用低。⑤ 性能特点：在正确操作、维护及保养情况下，主要设备及元件使用寿命15年以上。按一般情况核算（含设备折旧费）液氧蒸发置换成瓶氧1 m3的成本≤2.0元，无其他能耗问题。⑥ 供高压氧舱使用简单易行。⑦ 方便性：两个贮罐互为备用,不受停电影响。液氧灌装由氧气厂负责,一次装满可用约12~15 d。⑧ 安全系数：储存氧量大，蒸发膨胀系数大，系统工作无噪音。

3.2 PSA供氧系统

如我院改用PSA供氧系统，应综合考虑以下几点：① 主要配置：空气压缩机两台、干燥器（二级）、油水分离器、超精过滤器、氧气浓度分析仪、氧气流量计、电控柜、空气储槽、氧气储槽及2台制氧机等；若需给高压气瓶充氧，还需高压增压泵、高压安全阀及汇流排等设备。② 主要参数：满负荷功率45 kW；氧气浓度85%以上；输出压力4 kg，设高压增压泵输出压力可达150 kg；最大流量12 m3/h（压力为4 kg时）；给高压气瓶充氧0.5瓶/h（相当于3 m3/h）。③ 设备成本：按上述配置及参数要求，除储槽、部分管、管件及汇流排为国产外，其他均选进口设备，需人民币120万元左右（含安装）；若满负荷功率增至90 kW，最大流量24 m3/h（压力为4 kg时），其他配置及参数不变的情况下，需人民币160万元左右（含安装）。④ 维修保养：制氧机使用寿命约为10万小时(11年),按设备固定资产6年折算,设备年平均费用20万元左右。随着使用年限增加，故障率会逐渐增加，维修费用会更高。⑤ 性能特点：在正常情况下，主要设备及元件连续使用寿命为10~15年。按最好情况核算（含设备折旧费），生产1 m3氧气的成本≥7.8元。⑥ 由于高压氧舱使用氧气的压力为0.7 MPa（制氧机制氧压力最高为0.5 MPa）,不能直接用于高压氧舱供氧，若需要给高压氧舱单独增压，还要添加增压设备。⑦ 方便性：采用空气作为制氧原料，但停电或机器故障时不能产氧，且用电量大。⑧安全系数：工作人员的责任大，要求熟练地把握设备的性能和原理，按其操作规程加经验维护保养，才能确保临床安全用氧。

此外，由于PSA制氧系统产生的氧气受生产技术、工艺、方式、技术人员的操作方法等多方面的因素影响，产出的氧气在质量上有一定的差别，因此PSA制氧系统产生的氧气目前尚无GMP认证。