商艷霞 王文才

（中國機械第六設(shè)計研究院，河南鄭州 450007）

1 引言

醫(yī)用氧屬于藥品范疇，包括液態(tài)醫(yī)用氧和氣態(tài)醫(yī)用氧，實行藥品批準文號，主要用于缺氧疾病的預(yù)防和治療。根據(jù)國家食品藥品監(jiān)督管理局【2004】514號文的要求自2007年1月1日起，所有醫(yī)用氧生產(chǎn)企業(yè)必須在符合GMP的條件下進行生產(chǎn)，并取得《藥品生產(chǎn)許可證》和《藥品GMP證書》。醫(yī)用供氧方式分為：氧氣瓶組供氧、液氧供氧和液氧與氣瓶組聯(lián)合供氧及中心制氧站房供氧。

由于供應(yīng)能力有限，操作工作量大，氧氣瓶組供氧目前一般只在小規(guī)模醫(yī)院或用量少的單體建筑中采用。液氧供氧調(diào)峰能力強，但對距離要求嚴格，且現(xiàn)行各規(guī)范之間有沖突。

為保證醫(yī)療供氧系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)地供氣，采用集中管理的中心制氧站房，通過管道連接醫(yī)院每個氣體終端。中心制氧站房的供氧區(qū)域為普通病房、手術(shù)室、1CU、NICU、搶救室、高壓氧倉等醫(yī)療場所。整個中心供氧工程由供氧源、氧氣輸送管道、治療帶、終端設(shè)備以及其他附屬設(shè)施組成。

2 系統(tǒng)流程簡介

2.1 系統(tǒng)流程圖

其工藝流程圖見圖1所示。中心制氧站房供氧系統(tǒng)由PSA制氧機、高效能空氣壓縮機、冷卻干燥過濾系統(tǒng)及細菌過濾器、氧氣濃度顯示儀等組成。PSA制氧主機采用PSA（Pressure Swing Adsorption）先進技術(shù)，利用分子篩壓力轉(zhuǎn)換吸附方式，清除空氣中的氮氣和其它物質(zhì)，以高純度（93%±3）的氧氣供醫(yī)療使用。

2.2 系統(tǒng)工藝流程簡介

空氣進入空壓機，經(jīng)過壓縮后排氣壓力為0.75 MPa?？諌簷C采用螺桿壓縮機，可以配置一臺變頻螺桿壓縮機來調(diào)節(jié)用氣負荷的波動。壓縮空氣繼續(xù)通過初級精密過濾器，用于除去液態(tài)水，過濾精度<3 μm。此時，壓縮空氣進入壓力露點為2～10℃的冷凍式干燥機，排氣溫度<40℃。壓縮空氣冷卻后首先進入中級精密過濾器，除去壓縮空氣中凝結(jié)的水分，接著進入精密除油過濾器，除掉壓縮空氣中未除凈的微量油量和碳氫化合物，然后進入空氣儲氣罐?？諝鈨夤薜淖饔檬谴尜A壓縮空氣，維持壓縮空氣的壓力平衡，為制氧主機提供穩(wěn)定的凈化氣源。

利用變壓吸附原理的制氧主機內(nèi)裝可吸附氮氣分子的專用碳分子篩雙塔，和受控制的氣體閥門組成。利用變壓原理，自動地將壓縮空氣分離成純凈的氧氣，即碳分子篩優(yōu)先吸附空氣中的的氮原子，未被吸附的氧原子穿過吸附床成為成品氧氣。兩個塔一個吸附制氧，一個解析再生，相互交替工作，連續(xù)生成氧氣。生成的氧氣輸入氧氣儲氣罐，然后通過高效消毒除菌過濾器和后級高效消毒除菌過濾器，然后供給氧氣分氣缸，再分別供給用氧區(qū)域。自動切換氧氣匯流排作為備用。

中心制氧站房排出的0.8～1.0 MPa氧氣經(jīng)過二級減壓后，以0.3～0.5 MPa（可調(diào)）送至各醫(yī)療用氧氣終端。為滿足不同壓力、流量下的供氧需要，在每樓層供氧區(qū)的干管道上安裝一臺自帶安全閥的穩(wěn)壓穩(wěn)流可調(diào)保護裝置，將壓力減壓至各個護理單元的氧氣使用壓力，手術(shù)室、搶救室等處的供氧壓力不小于0.4 MPa，普通病房處的供氧壓力不小于0.2MPa。

2.3 系統(tǒng)特點

（1）系統(tǒng)的設(shè)計和制造質(zhì)量高，功能齊全，優(yōu)選組件運行維護量少。系統(tǒng)通用性廣、適應(yīng)性好。

（2）自動化程度高，操作簡便，連續(xù)運轉(zhuǎn)?？蓪y量的指標(biāo)如：壓力、流量、純度、溫度等技術(shù)參數(shù)傳輸至計算機，分析、控制現(xiàn)場設(shè)備正常運行。

（3）設(shè)備制氧純度高且穩(wěn)定，氣耗少，耗能低，結(jié)構(gòu)簡單，制氧機為一級變壓吸附塔，出氣速度快，耗電低，運行費用低。

3 工藝布置

圖1 系統(tǒng)流程圖

根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045-95）（2005年版）、《氧氣站設(shè)計規(guī)范》（GB50030-91）、《醫(yī)用中心供氧系統(tǒng)通用技術(shù)條件》（YY/T0187-94）和《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》 （GB16912-2008）等規(guī)定，中心制氧站房火災(zāi)危險性類別為乙類，耐火等級為二級。中心制氧站房一般由生產(chǎn)間和輔助間組成。輔助間包括：值班室、修理兼貯藏間等。本工程設(shè)計為3套30Nm3/h的制氧機組。設(shè)備平面布置圖如圖2所示。

本工程設(shè)計中心制氧站房設(shè)置于門診病房樓的頂層，根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50333-2002）對病房區(qū)域噪聲的規(guī)定，管道與設(shè)備的連接均采用柔性接頭，設(shè)備基礎(chǔ)采用減震基礎(chǔ)，以減少設(shè)備、管道的震動影響。站房內(nèi)采用附有吸聲材料的地板、墻體和隔聲門窗。

3.1 GMP要求

工程設(shè)計是推進GMP的重要環(huán)節(jié)，因此，硬件方面在設(shè)計中應(yīng)該滿足：

（1）機房應(yīng)按醫(yī)用氧氣生產(chǎn)工藝流程要求進行合理布局，生產(chǎn)區(qū)、值班室應(yīng)合理配置，并應(yīng)通風(fēng)、照明、防火、防爆、防靜電、防雷措施。

（2）醫(yī)用氧生產(chǎn)設(shè)備包括：工藝設(shè)備、公用設(shè)備（水、電等）、儀表及檢驗儀器的設(shè)計、選型和安裝須符合醫(yī)用氧GMP的要求。

3.2 工藝平面布置設(shè)計要求

（1）設(shè)備平面的布置。中心制氧站房內(nèi)氧氣壓縮機臺數(shù)超過2臺時，宜布置在單獨的房間內(nèi)，并不宜與其他房間相通。機器檢修通道的寬度應(yīng)根據(jù)設(shè)備操作、檢修拆裝和運輸?shù)男枰_定。設(shè)備布置時，除保證檢修時能抽出氣缸中的活塞部件、冷卻器中的芯子和電動機的轉(zhuǎn)子外，并宜留有不小于0.5m的余量?？諝鈮嚎s機、制氧主機檢修場地宜利用設(shè)備通道面積，在機旁就地進行。

圖2 設(shè)備平面布置圖

（2）管道平面的布置。站內(nèi)管道包括：吸氣管道、排氣管道、放散管道、排污管道、冷卻水管道、接至壓力調(diào)節(jié)器的導(dǎo)壓管等。吸氣管道是常壓帶氣流脈動的管道，其與大氣相通的一端是壓縮機噪聲向外傳播的窗口，吸氣口宜裝在室外，并高出屋檐，管道在穿墻處應(yīng)設(shè)置在防震套管內(nèi)。放散管上宜裝設(shè)消聲器或?qū)⒎派⒖谝粮叱鑫蓍芑蛞粮浇臒崃Φ販匣虻販蟽?nèi)，以防止噪聲和油污染環(huán)境。連接各設(shè)備的排污支管需裝切斷閥門，空氣儲氣罐和氧氣儲氣罐的排污可采用電動式自動排水器，防銹及防止污水干后產(chǎn)生的異物損害效果更好。導(dǎo)壓管宜設(shè)一個切斷閥和一個壓力表，一般隨排氣管道敷設(shè)。在閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，各排水管上應(yīng)裝設(shè)水流觀察器，各機組的總進出水管應(yīng)裝設(shè)切斷閥門。

3.3 對有關(guān)專業(yè)的設(shè)計要求

中心制氧站房的門窗應(yīng)向外開啟，應(yīng)采用耐火極限不低于1.5 h的非燃燒體隔墻和丙級防火門。值班室的窗玻璃，宜采用涂白漆等措施，觀察窗窗臺標(biāo)高不宜超過0.8 m，裝設(shè)固定防爆玻璃。氧壓機、氧氣儲氣罐、氧氣管道和閥門、與氧接觸的儀表等嚴禁被油脂污染。廠房應(yīng)通風(fēng)良好，氧氣濃度控制23%以下，采用氧氣濃度報警裝置與排風(fēng)裝置連鎖控制。氧氣設(shè)備、管道、閥門上的法蘭連接和螺紋連接處，應(yīng)采用金屬導(dǎo)線跨接，其跨接接地電阻應(yīng)小于0.03 Ω。制氧站房電纜接頭及電纜溝內(nèi)的非阻燃電纜應(yīng)涂阻燃涂料。

4 節(jié)能措施

（1）中心制氧站房和每個護理單元均應(yīng)設(shè)置氧氣流量計，以便加強用氣部門的用氣意識。

（2）采用摩擦阻力系數(shù)和粗糙度更小，及防腐蝕性能更好的工作鋼管，以減少漏損，節(jié)約能源。

5 結(jié)束語

研究和工程實例表明：該醫(yī)用中心制氧站房供氣穩(wěn)定，運行良好。當(dāng)前，正值我國醫(yī)院建設(shè)的高峰時期，但某些規(guī)范對醫(yī)院設(shè)計并不完全適用，各規(guī)范之間也存在有矛盾的地方，這在某種程度上造成了中心供氧系統(tǒng)的設(shè)計、施工驗收等方面與歐美國家還有一定差距，這就需要同行們不斷的總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗，經(jīng)常交流設(shè)計心得，在此也誠懇的希望得到同行們的批評和指教。

[1] YY/T 0186-94《醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件》.

[2] YY/T 0187-94《醫(yī)用中心供氧系統(tǒng)通用技術(shù)條件》.

[3] GB50333-2002《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》.

[4] 黃建彬, 等. 工業(yè)氣體手冊[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2001.

[5] YY/T0298-1998《醫(yī)用分子篩制氧設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范》.