壓縮空氣供氣系統設計與氣體質量控制

一、 壓縮空氣的用途 壓縮空氣與氧氣、吸引一樣，是現代化集中供氣系統的重要組成部分，其主要用途為： 1、作為重癥監護室、搶救室呼吸機的動力。 2、為病人，特別是重癥病人提供氧氣/空氣混合氣體。 3、作為氣動工具的動力。 4、作為牙科氣動工具的動力。 5、作為供應室某些設備的動力。 6、作為理療及康復治療設備的動力。 通常，對于規模為 500―1000 床位的較大型，選用三臺（或兩臺）供氣量為1.5―2.0m3/min無油空壓機，即可滿足大約 40 張監護病床、20 張手術床、10 張牙科椅的用氣需要。 二、 壓縮空氣的特殊要求 與普通工業用壓縮空氣不同，壓縮空氣屬特殊用途的壓縮空氣，事關病人生命安全，必須符合壓縮空氣有關的質量標準要求。我國目前尚未制訂壓縮空氣質量標準，通常參照英美發達國家標準，英國氣體標準（HTM2022）有關壓縮空氣質量的規定摘錄如下： （2．8 從氣瓶和液體源提供的氣體遵守歐洲藥典(Ph Eur)的相關章節。目前歐洲藥典還沒有空氣產生場所和 PSA 系統的規定，表 1 是氣體的質量規定。 2．9 新歐洲藥典對空氣的介紹將從 1998 年生效，隨之空氣需遵循這個新規定。歐洲藥典也規定了需要采用的合法協議。 2．10 管路壓縮空氣的質量，特定容量，干燥和雜質濃度應符合表 1 中最大濃度需要的要求，是基于 BS EN 132:1991 呼吸氣體標準的。第 15 章 “確認和證明”給出測試過程的 說明。

注：同樣數值適用于其它氣體；參考歐洲藥典的相關章節；

對于牙科用的壓縮空氣應參考相關的補充規定。

氣味

2．11可測量的帶氣味微粒物質的極限大約為0.3mg/m3.

2．12一些人造橡膠材料，有一種與眾不同的氣味，尤其在剛開始用時，如軟管。經過大量的實驗，代理商可掌握氣味微量出現，并且沒有有毒化學氣味。顯然，氣味不應是令人作嘔的。 濕氣

2．13同樣可以看出，那些人造橡膠材料把微量的濕氣釋放到氣流里。在測試最初濕氣總量很小，到后來稍微超過0.095mg/l。在測試最初，濕氣細微的升高要持續幾個月。大量實驗顯示這種細微升高沒有影響，可以減少工作氣體的凈化或是系統的使用。

2．14壓縮系統里應裝有細菌過濾器，減少孢子和易對病人有攻擊性的傳染材料的輸送。

2．15如果材料是濕的，微生物能夠滲進細菌過濾器。因此，對細菌過濾器用的氣體的干燥度在測試點，應定期的進行檢查（至少每三個月），使用第15章規定的測試設備。） ┉ ┉

美國氣體標準（NFPA99）、氣體國際標準（ISO7396-1）與英國氣體標準(HTM2022）基本相同。

通常壓縮空氣系統有四種污染源，即油份、水份、塵埃、異味。必須按氣體標準要求，嚴格控制上述四種污染源。

1、 控制氣源油份，必須采用*無油空壓機，通常輸出壓縮空氣含油量不得超過0.03ppm，另外必須設置A超高效除油過濾器，達到殘留油份含量僅僅只有0.001ppm,以確保儀器不受污染，同時避免對病人身體健康的影響。而通常工業用空壓機不能保證無油，其含油量達5ppm,使用兩年后，有的甚至達到10ppm以上，嚴重影響病人健康，甚至造成事故。

2、 控制氣源水份，壓縮空氣系統必須安裝干燥機。一般空氣中的水份皆呈氣態，不易被察覺其存在，但經空壓機壓縮及管路冷卻后，則會凝結成液態水滴，例如：在大氣溫度30℃，相對濕度75%情況下，一臺排氣量1.5m3/min、工作壓力為0.7Mpa的空壓機，連續運轉24小時，壓縮空氣中可凝結出50升水份。如不除去這些水份，可引起各種使用壓縮空氣的儀器（包括體外循環機、呼吸機、手術氣具、牙科氣具等貴重儀器）管路附件銹蝕，系統故障，對造成重大經濟損失，重者危及病人生命。

3、為控制氣源塵埃，壓縮空氣系統必須安裝AR/AAR級主管路過濾器，濾除1微米以上的固體顆粒，避免固體顆粒對儀器及病人的影響。

4、為控制氣源異味，壓縮空氣系統必須安裝ACS級活性碳過濾器，氣體經活性碳滲透處理，*吸附碳氫化合物等氣體異味，達到*無臭、無味之高質量空氣。

上述四種污染源，控制氣源水份容易被人們忽略，但危害極大。當采用水潤滑無油螺桿式空壓機時，氣源水份控制問題更值得重視。

三、 壓縮空氣的飽和含濕量、露點及冷凝析出水量

空氣中所含水汽的量稱為空氣濕度，空氣濕度達到最大值的濕空氣稱為飽和濕空氣，此時的含濕量稱飽和含濕量。空氣壓縮或冷卻時，飽和含濕量下降，空氣中的水份容易析出，開始有水份析出的溫度稱為露點。露點表征空氣含水量，露點低，空氣含水量少，空氣壓縮或冷卻時，冷凝析出水量減少。

四、 壓縮空氣除水器、干燥器

為了控制壓縮空氣水份，壓縮空氣系統必須安裝除水器以及各種干燥器，包括氣水分離器、冷凍干燥器、無熱再生干燥器、加熱再生干燥器、微熱再生干燥器等。

1、氣水分離器。通過改變氣流方向和速度，從氣體中分離出水以及塵埃。通常是一臺小型容器，有檔板式、離心式兩種類型，析出的水以及塵埃沉淀在容器底部，由排污閥排放。氣水分離器安裝在空壓機后，只能用來對壓縮空氣進行初步除水。

2、冷凍干燥器。利用冷凍機將壓縮空氣中的水份冷卻至飽和點，冷凝水析出并自動排放。冷凍干燥器穩定可靠、不耗氣、壓力損失小，但壓縮空氣露點只能達到4℃。冷凍干燥器可用來對壓縮空氣進行前置干燥，或用于要求不高的壓縮空氣除濕。

3、再生干燥器。在低溫或高壓下，水被吸附劑吸附；在高溫或低壓下，水從吸附劑解吸，同時吸附劑再生。再生干燥器采用雙塔，一塔吸附、另塔解吸。再生干燥器按預定工藝流程、通過氣控或電控執行元件工作，按再生方式不同，可分無熱再生干燥器、加熱再生干燥器、微熱再生干燥器。三種再生干燥器的綜合比較見附表。

再生干燥器可以滿足壓縮空氣對水份的特殊要求，保證壓縮空氣露點溫度達到-40~-60℃以下。三種再生干燥器中，微熱再生干燥器綜合了無熱再生、加熱再生兩種干燥器的優點，無熱再生干燥器再生耗氣大，排氣燥聲是個較難解決的問題。

五、 壓縮空氣露點測量

準確測量、嚴格控制壓縮空氣水份含量、保證壓縮空氣質量，是減少氣動工具及氣動儀器損壞、確保病人治療安全的最重要措施之一。而嚴格控制壓縮空氣水份含量的前提是準確測量水份含量，按不同原理，微量水測量方法有四種：電解法、露點法、電容法、晶體振蕩法等，其中露點法應用靈敏度1~0.1/10-6 ，但儀器價格昂貴。

六、 壓縮空氣站房設計

壓縮空氣站房設計，要保證提供安全可信賴的氣體及有效率的操作和使用。在正常狀態和單一故障狀態下，供給系統不能造成供給的中斷。由一套主要供給，一套輔助供給和一套備用供給組成。壓縮空氣的站房建設可根據的具體情況略有不同，但應包括一下幾個部分。

1、空壓機

形式：風冷，箱式低噪聲無油旋齒壓縮機

1.1 技術參數

型號：

排氣量:

最高工作壓力:

冷卻方式： 風冷

電機功率:

噪音: 小于 63 dB(A)

1.2基準工況

進氣壓力(絕對壓力):

進氣溫度: 20 ℃

相對濕度: 0％

1.3機組參數

重量 尺寸（L×W×H）

1.4電動機

形式: 鼠籠式

參數: 30Kw/380V/3相/50Hz

絕緣等級: F級

防護等級: IP55

1.6電腦控制及調節系統：

空氣壓縮機配備有電腦控制，調節和監視系統，功能如下：

維修指示

—空氣過濾器

—油過濾器

—油使用時間

—傳感器故障

壓縮機安全 – 報警指示

—出口空氣溫度過高

—油溫過高

—油壓過低

壓縮機安全-故障停機指示：

—出口空氣溫度過高

—油溫過高

—油壓過低

—電機過載

—緊急停機

計時器：

—總運行時間

—總加載時間

數字顯示：

—供氣壓力

—空氣過濾器壓差

—主機進口空氣壓力

—出口空氣壓力

—油壓

—供氣溫度

—油溫

壓縮機狀態顯示：

—電源接通

—自動運行

—壓縮機加載

—壓縮機 當地/遙控 開關

—壓縮機 卸載

—壓縮機 最大工作壓力

壓縮機控制：

—起動/停止

—加載/卸載

—重新設定

2、微熱再生吸咐式干燥機 品牌:

型號：

處理量： m3/min m3/min

工作壓力： 0.6-1.6 Mpa 0.6-1.6 Mpa

工作溫度： ≤45 ℃ ≤45 ℃

環境溫度： 2～40 ℃ 2～40 ℃

壓力露點： -40 ℃ -40 ℃

電源： 220V/1Ph/50Hz 220V/1Ph/50Hz

額定功率：

重量：

空氣接口管徑：

外形尺寸：（L*W*H）

3、儲氣罐主要技術參數