医用制氧机与液氧(罐)供氧经济技术分析

2024-02-01李中兴

中国设备工程 2024年2期

李中兴

（郓城县人民医院设备科氧气站，山东郓城 274700）

氧气供应是现代化医院必不可少的设备，氧气供应的好坏将直接关系到患者的心脏和肺部的健康状况。现在常用的给氧方法有2种，一种是从医疗制氧机中获得的变压吸收给氧，另一种是从液体氧气罐中获得的氧气。两种供氧模式在供氧规模、费用和安全性等方面存在较大差别，已成为当前医疗卫生行业的热点问题。因此，在与医院的运营费用相关联的情况下，如何更好地利用氧气，减少资金的使用，将关系到医院的运行成本。

1 医用设备运行原理简介

1.1 医用制氧机

在医疗制氧机中，最常用的一种是变压吸附式氧气机，是一种空气净化设备，由于其可以将外界的污浊空气进行过滤，同时还可以将干净的空气送入室内，所以受到人们的欢迎。将800～1000m2/g的分子筛应用于医用氧气设备，通过其对氨氮、有机污染物、Fe等污染物的高效脱除。在加压的情况下，利用双分子筛的物理吸附与解析功能，对空气中的氮气进行吸附，同时也把所吸附的空气收集，再经过提纯，以获得更高纯度的空气。同时，它的应用也更广泛，运行条件更简便，能够针对不同的物质，按照不同的过滤要求，选定最佳的处理途径。而目前，在医用设备上，大多是通过变压吸收式方法从大气中提取氧气，使用同一种分子筛，在加压的情况下，通过物理吸附、解析的方法，将空气中的氮气吸附，将剩余的氧气收集完成后，再进行干燥提纯，并将其转变成无害的物质，最后获得高纯氧气，供医药及临床使用。在医用氧气设备中，必须经过分子筛、吸附塔、除臭滤网、除菌滤网，才能获得高纯度的氧气。其工作过程为：利用洁净式干燥器，对压缩空气进行洁净处理，进入氧罐中，经过除臭、除尘、除菌等过滤，即可获得满足医疗要求的合格医疗氧。

1.2 液氧罐

液氧储罐是一种以液体形式储存的低温氧。一遇到大气，就会从大气中吸取CO2，让CO2快速溶解，并转化为酸。液氧罐是一种在许多医院里能见到的金属罐子，通过压力来储存和储存液体氧，是医院储存液体氧的重要手段。1立方升的液态金属可以取代130个气缸。可代替每日使用的钢质钢瓶来回运送，节省了大量的人力和材料。同时，这款产品的设计也十分人性化，操作简单，安全性极高，不存在什么安全问题，所以可以放心地使用。适用于燃气工业、医院、金属冶炼等用气大户，是实现集中供气的理想选择。使用寿命长，结构紧凑，操作方便，使用液氧罐的医院必须配置蒸发器、减压箱、压力表、分气缸、管路、输送终端等器件，以便将液体的氧转换成可控流量的高纯气态氧，供患者使用。目前，多数医院已经建立了氧气站与手术室、住院楼和高压氧舱之间的联系，而液态氧气瓶也不再是固定在病床上，而是可以集中利用，集中供给。其工作流程是：前一阶段的工作是：将液态氧气由储存箱的输出物运输至医院，并添加到氧气罐中；中间段的工作状况是：液态氧由出液口管排出，经汽化炉汽化后，进入氧气分气缸；其末端是一个氧气筒，其功能在于：能通向各个应用单元的总管（如手术室、高压氧舱、住院楼）；每条主干线路通过管线井通到每一层的第二级降压和稳定箱内；最终，通过分路径调节到每一层氧接点所需要的气压，再通过管道送到每一层氧接点，从而实现中央液氧过程。

2 医用制氧机与液氧罐的供氧经济技术分析

2.1 医用制氧机经济技术分析

医疗制氧机的使用，既能给患者带来更深入地护理，又能使医师进一步提升自己的临床诊疗能力。其费用包括：制氧设备的购置、运行和维护、折旧和更换、制氧机房的建造、电力消耗等。所以，前两笔钱属于医院，后两笔属于科室。光是一台制氧机，就得配备分子筛，过滤器，以及其他一些辅助设备，就需要投入大量资金。此外，在空压机等设备在使用到了一定的年限后，有必要对滤芯、传感器等部件进行更换，对管道压力表、安全阀进行定期检测，对制氧机房进行保证，为了保证制氧的安全，还需对其进行定期更换，这些都是无法节省的成本。

制氧机的主要设备及其辅助装置的运转，都需要有稳定的供电，再者，医院的手术室，住院大楼，高压氧舱，基本都是24h供氧、24h连续运转的，制氧机的耗电量也很大，是医院不得不考虑的能耗和成本。除此以外，24h连续工作的设备，必然会带来巨大的损耗，加快设备的折旧、老化，不但会减少其使用寿命，还会增加其发生故障的概率，因此，必须加强对其进行维护，这不但增加了医院制氧室的维护成本，更难以确保制氧室始终处于平稳的工作状态，如果发生了机械故障，将会给医院带来极大的安全隐患。因此，在医院中采用医用制氧机进行供氧，需要考虑设备的操作成本和维护压力，这对医院是一个巨大的操作成本和操作风险。

2.2 液氧罐经济技术分析

罐的优点是占据面积小，气体质量比较高，液氧纯度高达99%，供氧压力可以调节。因此，液氧罐可以适应高压氧供氧压力的要求，或者是手术室、监护室、病房等供氧压力的不同要求。此外，液氧罐供氧的优势还体现在其管理上，从而大大降低了液氧罐供氧的维修人员、维修维护工作量和各个部门的工作环节。它的运行模式还可以节省医院的电力供应，降低医院乃至全国的电力负载。液氧供氧系统相对来说更安全、更可靠，而且在工作的时候不会对周围环境产生噪声污染，这也符合了人们的环保意识。

液氧罐的性能也相对较好，在使用时能够起到良好的隔热效果，所以厂家的性能也很好，每个厂家都应该有这样的产品，而且使用起来也很便利。医院所选用的液氧罐，实际上是一种对液体氧进行加压保存后的保存设备，氧气的制取和充填在别的地方进行，医院所用的氧气只是从液氧罐中蒸发，再运输和使用。所以，对医院来说，不存在制造氧气的环节，节省了制造氧气的成本，也节省了制造氧气的能量。另外，与医疗制氧机等辅助装置相比，液态氧罐的体积更小，占用的空间也更少，无须医疗技术人员维护，只要确保从液态氧罐到供氧终端，以及安全阀、流量表等各个环节的运转，维护起来就容易多了。所以，在使用液体氧罐给患者提供氧气的时候，一定要格外小心，不然会对患者的身体造成严重的损伤。

3 2种供氧方式的经济性比对

3.1 应用实例

以深圳市二人民医院原来采用的2个美国AS450（现在已经被淘汰，改用液氧）制氧机来说，它的购买和安装成本大概在290万，制氧机和空气压缩机的设计寿命是11年，设备的固定资产按照8年的折旧率来算，每年的平均成本大概是26.25万元左右，制氧量是31.2kg/h，24h工作，制氧量是748.8kg，空气中的氧浓度是95%，空气中的氧浓度是0.42MPa，制氧机24h工作需要3个人（根据法律要求，需要3个人值班和维护）。工作量范围涵盖了空气制氧器、正压机、负压泵等的运行与维修，治疗带和各种气体终端，以及空气湿化杯、负压吸引杯等的保养与维修，甚至还有医疗对讲设备的保养与维修，这些都是保养维修费用相当大的工作内容。所需要购买的装置、仪器种类也相当多，要想让设备顺利运行，就一定要具备相当高度的技术含量，还必须有专门的工作人员来对其进行维修和管理，而且还会产生很大的能源消耗，从而增加了运营成本。

3.2 具体的使用情况

在3000h运行后，氧气和空气压缩机要更换油隔，风隔，油和油分离器；当工作时间达到6000h，就必须换掉高质量的润滑油；在20000h以后，氧气发生器空气压缩机就必须要进行一次检修；在4480h以后，就必须更换制氧机的滤网；超过8760h，就会被替换掉。随着制氧机空气压缩机的寿命的延长，其维修费用也在不断增加。

（1）我院目前有两个5M7型液体氧罐，1996年购置了一个液体氧罐，压力是0.8MPa,2004年购买了一个液体氧罐，压力是1.6MPa，太空总署101所制造的液体氧纯度是9.999%，氧是纯净的，供氧压力是可调的，既能满足高压供氧的需要，又能满足手术室、监护室、病房等供氧的需要，只要维护人员对液体氧罐液面高度进行巡查，当消耗到一定程度后，就会通知供氧组补充，液体氧罐液的供应是安全的，它占用的空间很小，不会对周围的环境造成干扰，并且还能满足环境保护的需要。

（2）医院现有的高压氧舱，所用的氧是0.55MPa，而产生的氧的最大压力是0.42MPa，所以要单独对高压氧舱进行加压，当加压到0.6MPa以上时，就必须增加加压装置。因此，本机采取三层吸氧方式，底层吸氧、中间吸氧、顶层吸氧，通过三层吸氧，以达到充分供氧的目的。

（3）以我院现有的液体氧气为例，极大地减轻了维修人员的负担，减轻了各个部门的工作负担，节省了大量的电力消耗，减轻了医院的供电负担。

（4）医院现有床位1000个，搬迁到新大楼后，床位1500个，2个10M2型液体氧气补充勤一点（从原来的6～7天补充一次，减少到5～6天补充一次），能够满足医院的氧气供应。

3.3 结果分析

综合以上，从表1中可以看出，按照制氧机和液氧两种供氧系统的不同支出成本细分。可以将其分为三个主要的支出板块：设备更换、电费和设备购置。氧气供应系统的失效率，随氧气供应单元的容量的增大和工作年限的延长而增大，因此，元件的维护成本也随之增大。单元的免维护的部件比重较小。当易损坏的配件的更换数量增多时，供氧系统单元将面临的维护维修成本限额将会增大。将上述使用医用制氧机与液氧（罐）供氧系统进行了对比分析，并结合当前大量的医院供氧系统投入实践中，针对医院供氧技术方法的选择，得到的结论是，液氧供氧系统比医用制氧机供氧系统更具有优势。

表1 制氧机和液氧2种供氧系统的不同支出费用细分

4 应用效果

通过对深圳市第二人民医院（已经停止使用制氧机）的实践和本单位的实践，从多个角度对液体（罐式）供氧系统进行了技术和经济的比较，液体（罐式）供氧系统比普通的医疗（罐式）供氧系统要好得多。因此，在临床医疗中，应尽可能选择具有结构简单、免维率高、失效次数少等特点的设备系统。将这些改进措施付诸实施，就能使医院的设备运作更加高效，同时也能使医院的设备费用更低。不要将选择高自动化和系统构成负荷的集成产品纳入医院临床支持系统中，在安全性上，制氧机的优势更显著，而液氧罐的使用风险更大。所以，在选择供氧方法的时候，要根据自己的具体情况和要求来确定。