液氧儲槽供氧系統(tǒng)與醫(yī)用制氧機(jī)技術(shù)的比較分析

徐旭

徐州市第一人民醫(yī)院 設(shè)備科，江蘇 徐州 221002

醫(yī)用中心供氧系統(tǒng)是醫(yī)院必備的重要設(shè)備之一。目前普遍采用匯流排、液氧儲槽（LOX）和醫(yī)用制氧機(jī)技術(shù)（以變壓吸附技術(shù)為基礎(chǔ)）作為中心供氧的方法。供氧技術(shù)方法的選擇應(yīng)根據(jù)醫(yī)院的規(guī)模、液氧的價(jià)格及液氧的運(yùn)輸方法、設(shè)備的維護(hù)技術(shù)力量、運(yùn)行及維護(hù)成本等綜合考慮。中小型醫(yī)療單位大多選用瓶裝醫(yī)用氧、匯流排，大型醫(yī)院則選擇液氧儲槽和制氧機(jī)來進(jìn)行供氧。我院采用的是容積為5 m3液氧儲槽供氧，隨著住院病人量逐年上升，對氧氣的需求量不斷加大，為保障醫(yī)院診療工作的順利進(jìn)行，擬增加一套新的供氧設(shè)備，為此對PSA制氧系統(tǒng)和現(xiàn)有液氧儲槽供氧系統(tǒng)的儲存狀態(tài)特點(diǎn)、氣體質(zhì)量、氣體利用率、設(shè)備安全性、運(yùn)行及維護(hù)成本進(jìn)行分析，為最終設(shè)備造型提供依據(jù)。

1 兩種系統(tǒng)的工作原理

1.1 液氧儲槽系統(tǒng)

LOX供氧系統(tǒng)主要由低溫液體儲槽、汽化器、安全閥、壓力表、減壓器、管道、閥門及終端送氧插頭等組成。

液氧儲槽集中供氧系統(tǒng)的供氧方式：液氧從液氧儲槽流出后，經(jīng)汽化器汽化，再經(jīng)減壓閥調(diào)壓后通過供氧管道輸送到手術(shù)室、搶救室、高壓氧等各個(gè)病房的終端處，供臨床開展正常的診療工作。

1.2 PSA制氧系統(tǒng)

PSA制氧系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、冷凍干燥機(jī)、制氧機(jī)、貯氣罐、過濾器、調(diào)壓器等組成。

制氧系統(tǒng)采用加壓吸附常壓解吸方法，流程為兩塔。原料空氣由壓縮機(jī)加壓后，經(jīng)過空氣預(yù)處理裝置除去油、塵埃等固體雜質(zhì)及水蒸氣，并冷卻至常溫，經(jīng)過處理后的壓縮空氣由進(jìn)氣閥進(jìn)入裝有分子篩的吸附塔，空氣中的氮?dú)狻⒍趸嫉缺晃?，流出的氣體即為高純度的氧氣。工作流程，見圖1。

圖1 PSA制氧系統(tǒng)工作流程

2 性能評比

2.1 液氧儲槽集中供氧特點(diǎn)

液氧儲槽集中供氣具有以下主要特點(diǎn)：① 低壓供氧，安全可靠；② 儲存運(yùn)輸簡便；③ 省時(shí)省力，便于醫(yī)院管理；④ 壓力穩(wěn)定，供氧能力強(qiáng)；⑤ 急救吸氧及時(shí)、方便；⑥經(jīng)濟(jì)效益、社會效益明顯。

2.2 PSA供氧系統(tǒng)供氧特點(diǎn)

PSA制氧系統(tǒng)適用于各地區(qū)、各類醫(yī)院就地制取醫(yī)用氧氣?？蔀獒t(yī)療、保健部門提供永久而可靠的氧源，具有以下特點(diǎn)：① 無安全方面的特殊要求；② 氧氣可隨用隨制，開機(jī)就能出氧，且可24 h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；③ 產(chǎn)氣純潔、干燥，對管道無銹蝕；④ 以空氣為原料，一次性投入后，只需有電即可；⑤ 低投入高回報(bào)，安全可靠；⑥ 對成本及維護(hù)的要求較高。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 液氧儲槽供氧情況

我院于1998年購進(jìn)液氧儲槽，一直使用至今。目前中心氧站主要用于病房、急救室、手術(shù)室和高壓氧艙等處的氧氣供給，個(gè)別科室由于沒有安裝中心供氧終端，采用的是瓶氧送氣。該液氧儲槽每年都做簡單的維護(hù)保養(yǎng)，除個(gè)別零件老化外，無重大問題。

目前使用的液氧儲槽容積為5 m3，裝滿該儲槽液氧需8000元左右，根據(jù)病人實(shí)際的用氣量，在夏季滿罐液氧能用5~6 d，冬季能用到4~5 d，平均滿罐液氧能用5 d左右。2011年我院液氧實(shí)際使用量為224 m3，年液氧支出費(fèi)用為36萬元，平均每月花費(fèi)約2.98萬元。1 m3液氧折合瓶氧，約133瓶。將2011年全年液氧使用量換算成瓶裝氧氣(每瓶壓力≥13 MPa),大約為29792瓶,累計(jì)每天消耗81瓶(1年365天算)，折合瓶裝氧氣費(fèi)用為12.08元/瓶。如單獨(dú)購買瓶氧約26元/瓶，按液氧折算成29792瓶氧計(jì)算，1年購買瓶氧的費(fèi)用高達(dá)104萬元（運(yùn)輸費(fèi)除外）。

液氧罐每年折舊費(fèi)為5000元，維修保養(yǎng)費(fèi)用約為2000元，總計(jì)全年液氧費(fèi)用達(dá)到37萬元。

現(xiàn)增加一個(gè)新液氧儲槽，參數(shù)如下：① 主要配置：液氧儲槽1臺、汽化器1臺、系統(tǒng)管路1套；若需給高壓氣瓶充氧，還需低溫增壓泵、高壓汽化器及匯流排等設(shè)備。② 主要參數(shù)：液氧罐容積10 m3/臺；氧氣濃度99.99%；輸出壓力16 kg；汽化器蒸發(fā)量1000 m3/h；給高壓氣瓶充氧30~60瓶/h。③ 設(shè)備成本：按上述配置及參數(shù)要求，院方直接向廠家購置，需36萬元左右（含安裝）。④ 設(shè)備的管理費(fèi)用：因設(shè)備少、無電動(dòng)部件；使用壽命長，故維修保養(yǎng)費(fèi)用低。⑤ 性能特點(diǎn)：在正確操作、維護(hù)及保養(yǎng)情況下，主要設(shè)備及元件使用壽命15年以上。按一般情況核算（含設(shè)備折舊費(fèi)）液氧蒸發(fā)置換成瓶氧1 m3的成本≤2.0元，無其他能耗問題。⑥ 供高壓氧艙使用簡單易行。⑦ 方便性：兩個(gè)貯罐互為備用,不受停電影響。液氧灌裝由氧氣廠負(fù)責(zé),一次裝滿可用約12~15 d。⑧ 安全系數(shù)：儲存氧量大，蒸發(fā)膨脹系數(shù)大，系統(tǒng)工作無噪音。

3.2 PSA供氧系統(tǒng)

如我院改用PSA供氧系統(tǒng)，應(yīng)綜合考慮以下幾點(diǎn)：① 主要配置：空氣壓縮機(jī)兩臺、干燥器（二級）、油水分離器、超精過濾器、氧氣濃度分析儀、氧氣流量計(jì)、電控柜、空氣儲槽、氧氣儲槽及2臺制氧機(jī)等；若需給高壓氣瓶充氧，還需高壓增壓泵、高壓安全閥及匯流排等設(shè)備。② 主要參數(shù)：滿負(fù)荷功率45 kW；氧氣濃度85%以上；輸出壓力4 kg，設(shè)高壓增壓泵輸出壓力可達(dá)150 kg；最大流量12 m3/h（壓力為4 kg時(shí)）；給高壓氣瓶充氧0.5瓶/h（相當(dāng)于3 m3/h）。③ 設(shè)備成本：按上述配置及參數(shù)要求，除儲槽、部分管、管件及匯流排為國產(chǎn)外，其他均選進(jìn)口設(shè)備，需人民幣120萬元左右（含安裝）；若滿負(fù)荷功率增至90 kW，最大流量24 m3/h（壓力為4 kg時(shí)），其他配置及參數(shù)不變的情況下，需人民幣160萬元左右（含安裝）。④ 維修保養(yǎng)：制氧機(jī)使用壽命約為10萬小時(shí)(11年),按設(shè)備固定資產(chǎn)6年折算,設(shè)備年平均費(fèi)用20萬元左右。隨著使用年限增加，故障率會逐漸增加，維修費(fèi)用會更高。⑤ 性能特點(diǎn)：在正常情況下，主要設(shè)備及元件連續(xù)使用壽命為10~15年。按最好情況核算（含設(shè)備折舊費(fèi)），生產(chǎn)1 m3氧氣的成本≥7.8元。⑥ 由于高壓氧艙使用氧氣的壓力為0.7 MPa（制氧機(jī)制氧壓力最高為0.5 MPa）,不能直接用于高壓氧艙供氧，若需要給高壓氧艙單獨(dú)增壓，還要添加增壓設(shè)備。⑦ 方便性：采用空氣作為制氧原料，但停電或機(jī)器故障時(shí)不能產(chǎn)氧，且用電量大。⑧安全系數(shù)：工作人員的責(zé)任大，要求熟練地把握設(shè)備的性能和原理，按其操作規(guī)程加經(jīng)驗(yàn)維護(hù)保養(yǎng)，才能確保臨床安全用氧。

此外，由于PSA制氧系統(tǒng)產(chǎn)生的氧氣受生產(chǎn)技術(shù)、工藝、方式、技術(shù)人員的操作方法等多方面的因素影響，產(chǎn)出的氧氣在質(zhì)量上有一定的差別，因此PSA制氧系統(tǒng)產(chǎn)生的氧氣目前尚無GMP認(rèn)證。

4 結(jié)論

綜上所述，液氧儲槽供氧系統(tǒng)明顯優(yōu)于醫(yī)用制氧機(jī)供氧系統(tǒng)。由于氧氣在醫(yī)院的使用中占有重要的地位，因此醫(yī)用液氧的安全管理顯得十分重要，必須加強(qiáng)氧站的安全管理，盡量選擇成本造價(jià)低，維修方便，故障點(diǎn)少的醫(yī)用設(shè)備，為臨床治療或搶救病人提供可靠的保障。

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