液氧儲槽供氧系統與醫用制氧機技術的比較分析

徐旭

徐州市第一人民醫院 設備科，江蘇 徐州 221002

醫用中心供氧系統是醫院必備的重要設備之一。目前普遍采用匯流排、液氧儲槽（LOX）和醫用制氧機技術（以變壓吸附技術為基礎）作為中心供氧的方法。供氧技術方法的選擇應根據醫院的規模、液氧的價格及液氧的運輸方法、設備的維護技術力量、運行及維護成本等綜合考慮。中小型醫療單位大多選用瓶裝醫用氧、匯流排，大型醫院則選擇液氧儲槽和制氧機來進行供氧。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，為保障醫院診療工作的順利進行，擬增加一套新的供氧設備，為此對PSA制氧系統和現有液氧儲槽供氧系統的儲存狀態特點、氣體質量、氣體利用率、設備安全性、運行及維護成本進行分析，為最終設備造型提供依據。

1 兩種系統的工作原理

1.1 液氧儲槽系統

LOX供氧系統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的供氧方式：液氧從液氧儲槽流出后，經汽化器汽化，再經減壓閥調壓后通過供氧管道輸送到手術室、搶救室、高壓氧等各個病房的終端處，供臨床開展正常的診療工作。

1.2 PSA制氧系統

PSA制氧系統主要由空氣壓縮機、冷凍干燥機、制氧機、貯氣罐、過濾器、調壓器等組成。

制氧系統采用加壓吸附常壓解吸方法，流程為兩塔。原料空氣由壓縮機加壓后，經過空氣預處理裝置除去油、塵埃等固體雜質及水蒸氣，并冷卻至常溫，經過處理后的壓縮空氣由進氣閥進入裝有分子篩的吸附塔，空氣中的氮氣、二氧化碳等被吸附，流出的氣體即為高純度的氧氣。工作流程，見圖1。

圖1 PSA制氧系統工作流程

2 性能評比

2.1 液氧儲槽集中供氧特點

液氧儲槽集中供氣具有以下主要特點：① 低壓供氧，安全可靠；② 儲存運輸簡便；③ 省時省力，便于醫院管理；④ 壓力穩定，供氧能力強；⑤ 急救吸氧及時、方便；⑥經濟效益、社會效益明顯。

2.2 PSA供氧系統供氧特點

PSA制氧系統適用于各地區、各類醫院就地制取醫用氧氣。可為醫療、保健部門提供永久而可靠的氧源，具有以下特點：① 無安全方面的特殊要求；② 氧氣可隨用隨制，開機就能出氧，且可24 h連續運轉；③ 產氣純潔、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，安全可靠；⑥ 對成本及維護的要求較高。

3 經濟效益分析

3.1 液氧儲槽供氧情況

我院于1998年購進液氧儲槽，一直使用至今。目前中心氧站主要用于病房、急救室、手術室和高壓氧艙等處的氧氣供給，個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保養，除個別零件老化外，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，根據病人實際的用氣量，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年我院液氧實際使用量為224 m3，年液氧支出費用為36萬元，平均每月花費約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,累計每天消耗81瓶(1年365天算)，折合瓶裝氧氣費用為12.08元/瓶。如單獨購買瓶氧約26元/瓶，按液氧折算成29792瓶氧計算，1年購買瓶氧的費用高達104萬元（運輸費除外）。

液氧罐每年折舊費為5000元，維修保養費用約為2000元，總計全年液氧費用達到37萬元。

現增加一個新液氧儲槽，參數如下：① 主要配置：液氧儲槽1臺、汽化器1臺、系統管路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備。② 主要參數：液氧罐容積10 m3/臺；氧氣濃度99.99%；輸出壓力16 kg；汽化器蒸發量1000 m3/h；給高壓氣瓶充氧30~60瓶/h。③ 設備成本：按上述配置及參數要求，院方直接向廠家購置，需36萬元左右（含安裝）。④ 設備的管理費用：因設備少、無電動部件；使用壽命長，故維修保養費用低。⑤ 性能特點：在正確操作、維護及保養情況下，主要設備及元件使用壽命15年以上。按一般情況核算（含設備折舊費）液氧蒸發置換成瓶氧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：兩個貯罐互為備用,不受停電影響。液氧灌裝由氧氣廠負責,一次裝滿可用約12~15 d。⑧ 安全系數：儲存氧量大，蒸發膨脹系數大，系統工作無噪音。

3.2 PSA供氧系統

如我院改用PSA供氧系統，應綜合考慮以下幾點：① 主要配置：空氣壓縮機兩臺、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、電控柜、空氣儲槽、氧氣儲槽及2臺制氧機等；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備。② 主要參數：滿負荷功率45 kW；氧氣濃度85%以上；輸出壓力4 kg，設高壓增壓泵輸出壓力可達150 kg；最大流量12 m3/h（壓力為4 kg時）；給高壓氣瓶充氧0.5瓶/h（相當于3 m3/h）。③ 設備成本：按上述配置及參數要求，除儲槽、部分管、管件及匯流排為國產外，其他均選進口設備，需人民幣120萬元左右（含安裝）；若滿負荷功率增至90 kW，最大流量24 m3/h（壓力為4 kg時），其他配置及參數不變的情況下，需人民幣160萬元左右（含安裝）。④ 維修保養：制氧機使用壽命約為10萬小時(11年),按設備固定資產6年折算,設備年平均費用20萬元左右。隨著使用年限增加，故障率會逐漸增加，維修費用會更高。⑤ 性能特點：在正常情況下，主要設備及元件連續使用壽命為10~15年。按最好情況核算（含設備折舊費），生產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增壓，還要添加增壓設備。⑦ 方便性：采用空氣作為制氧原料，但停電或機器故障時不能產氧，且用電量大。⑧安全系數：工作人員的責任大，要求熟練地把握設備的性能和原理，按其操作規程加經驗維護保養，才能確保臨床安全用氧。

此外，由于PSA制氧系統產生的氧氣受生產技術、工藝、方式、技術人員的操作方法等多方面的因素影響，產出的氧氣在質量上有一定的差別，因此PSA制氧系統產生的氧氣目前尚無GMP認證。

4 結論

綜上所述，液氧儲槽供氧系統明顯優于醫用制氧機供氧系統。由于氧氣在醫院的使用中占有重要的地位，因此醫用液氧的安全管理顯得十分重要，必須加強氧站的安全管理，盡量選擇成本造價低，維修方便，故障點少的醫用設備，為臨床治療或搶救病人提供可靠的保障。

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