醫用壓縮空氣系統故障案例分析

葉呈建，朱銀超

浙江省臺州醫院·臺州恩澤醫療中心（集團）恩澤醫院醫學工程部 （浙江臺州 318000）

醫用壓縮空氣系統[1]是利用空氣的可壓縮性，通過空氣壓縮機增加空氣壓力，并經過后續一系列干燥凈化處理后產生空氣，主要為呼吸機、麻醉機等設備提供正壓空氣支持患者呼吸或手術麻醉，參與嬰幼兒護理、外殼工具的驅動、醫療設備的測試等。為保證壓縮空氣的可連續性，我院采用冗余設計理念，即醫用壓縮空氣系統采用一用一備原則，兩者通過聯絡開關閥門相互切換使用，從而保證壓縮空氣的連續供給。

1 壓縮空氣中的雜質分析

大氣的主要成分是氮氣（約占78%）、氧氣（21%）、二氧化碳（0.25%），其余成分為其他氣體雜質和水蒸氣。根據空氣熱力學原理，經壓縮后的空氣將會有大量的過飽和水蒸氣重新還原成水滴被排出。

2 醫用壓縮空氣系統

2.1 醫用壓縮空氣系統的組成

醫用壓縮空氣系統由空氣壓縮機、儲氣罐、壓縮空氣精密過濾器、吸附式壓縮空氣干燥器（吸干機）、吸附筒、油水過濾器、減壓閥、管道和終端等組成[2]。

2.2 醫用壓縮空氣系統的工作原理

空氣壓縮機作為醫用壓縮空氣系統中最主要的設備，其作用是吸入一定體積和壓力的空氣，并將其壓縮為體積更小、壓力更高的空氣后輸出，經壓縮后的空氣首先被送至儲氣罐，此時的壓縮空氣溫度高、濕度大。儲氣罐的作用如下：一是降低壓縮空氣的流速，使部分油、水、塵埃沉降，并經罐底閥排出；二是儲氣罐儲放高壓空氣可補償氣體不同程度的消耗，從而避免空氣壓縮機頻繁啟動；三是消除、減緩供氣系統內氣流的脈沖，使后置設備更好地發揮各自功效，經儲氣罐排出的氣體再經過壓縮空氣精密過濾器。壓縮空氣精密過濾器的作用如下：濾除壓縮空氣中的油、水、塵埃、雜質、異味[3]等，過濾后的壓縮空氣進入吸干機。吸干機將正壓空氣中的水分進行脫水后輸出，然后再經油水過濾器凈化，經減壓閥輸出，輸出的壓縮空氣進入輸送管道送至設備帶，再進入各終端。

3 故障實例

3.1 故障一

3.1.1 故障現象

醫用壓縮空氣系統在使用過程中存在單位時間用氣量明顯過大的異常現象[4]。

3.1.2 故障分析及檢測

空氣壓縮機空氣壓力設置范圍為0.45～0.65 MPa，單個儲氣罐容積為1.0 m3，因此在外終端只有兩個呼吸機使用且使用空氣介質和不考慮溫度的情況下，1個時間段（10 min）的排氣量為2×（0.65-0.45）×10=4 m3（4 000 L），而觀察發現，1個呼吸機在潮氣量為5 00 ml/次、呼吸頻率為14次/min的情況下，用氣量為7 L/min（70 L/10 min）[5]，遠遠低于正常情況下醫用壓縮空氣系統產生的排氣量，經理論和實際數據分析可知，醫用壓縮空氣系統中有設備或管道存在漏氣或異常排氣現象。根據醫用壓縮空氣系統的組成分析，存在漏氣的設備可能為空氣壓縮機單向出氣閥、儲氣罐、壓縮空氣精密過濾器、吸干機、油水憂慮器、排污管道、排氣管道、設備帶、終端。遵循從簡到難的原則對故障進行排查，首先是終端設備，其自帶可靠的流量異常報警系統，查看系統后排除終端故障；其次是空氣壓縮機單向出氣閥，關閉儲氣罐前端的流量開關后，其單位時間內出氣量與以往相同，排除空氣壓縮機單向出氣閥故障；由于漏氣量過大，若為壓縮空氣精密過濾器漏氣則其會有明顯的“嗤嗤嗤”聲，仔細聽未發現有明顯的異常聲響，因此排除壓縮空氣精密過濾器故障；用上述方法排查儲氣罐、油水過濾器、排污管道，均未發現漏氣；考慮到減壓閥后排氣管道比較隱蔽較難排查、設備帶數量較多及終端使用設備數量較多的情形，在使用科室同意暫停終端設備使用的情況下，關閉減壓閥后端的手動流量開關10 min，發現排氣管道監測壓力表數值不變，因此排除排氣管道、設備帶故障；經仔細觀察，發現兩臺吸干機在吸附和再生的切換過程中，消聲（出氣）器持續出氣時間較長，經廠家工程師確認為非正常工作狀態，觀察其管路連接，基本確定為吸干機切換閥內部無法閉合導致該故障。

3.1.3 故障修復

更換新的切換閥后故障消失。

3.1.4 小結

當醫用壓縮空氣系統出現用氣量異常時，可以采用從簡到難的方法對故障進行排查；當遇到管道、設備帶這類較難排查或需排查點較多的情況時，可以整體打包進行簡化排查分析，最后確定故障所在。

3.2 故障二

3.2.1 故障現象

醫用壓縮空氣系統在使用過程中空氣壓縮機一直在運轉，空氣壓力一直在0.60 MPa 左右，但無法達到設定上限0.65 MPa[6]。

3.2.2 故障分析及檢測

我院ICU 同時運行10臺呼吸機的情況下，空氣壓縮機正常工作啟動間隔為40～60 min，由于此時空氣壓縮機處于運轉狀態，所以考慮外部設備存在大量漏氣或空氣壓縮機本身故障[7]。

遵循從簡到難的原則對故障進行排查[8]，首先是終端設備漏氣[9]，其自帶可靠的流量異常報警系統，查看系統后排除終端設備漏氣；其次是空氣壓縮機故障，在空氣壓縮機處于運轉狀態且空氣壓力達到0.60 MPa 時，關閉儲氣罐前端的流量開關后，其單位時間內出氣量與以往相同，排除空氣壓縮機故障；于是考慮壓縮空氣精密過濾器漏氣，在過濾器周圍涂一層肥皂水，仔細觀察后未發現漏氣，因此排除壓縮空氣精密過濾器漏氣；用上述方法排查儲氣罐、油水過濾器、排污管道，均未發現漏氣；考慮到減壓閥后排氣管道比較隱蔽較難排查、設備帶數量較多及終端使用設備數量較多的情形，在使用科室同意暫停終端設備使用的情況下，關閉減壓閥后端的手動流量開關3 min，發現排氣管道監測壓力表數值不變，因此排除排氣管道、設備帶故障；考慮吸干機漏氣，在吸干機操作面板控制切換閥關、開狀態，發現沒有關閉延時現象，再觀察消聲（出氣）器正常無漏氣；最后考慮空氣壓縮機本身故障，由于2 臺空氣壓縮機互為備用，切換使用故障依舊，因此考慮空氣壓縮機的共性部分故障，檢查SF 紙質吸氣過濾器，肉眼可見過濾器發黑且堵塞嚴重[10]。

3.2.3 故障修復

更換新的吸氣過濾器故障消失。

3.2.4 小結如果故障點處在互為備用的設備時，可以從共性部件著手確定故障所在。