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医用集中供氧系统的防火设计要考虑哪些

来源:捷祥医用设备带发布时间:2019-08-23 16:01

  医用氧气供应根据其开发过程通过氧气罐直接进入病房或手术室一次供氧,给瓶集中供氧,到现代使用变压吸附技术生产氧气并直接连续 供氧发展过程。那么医用集中供氧系统的防火设计要考虑哪些?

医用集中供氧系统的防火设计要考虑哪些

  1、由高压氧气瓶组经氧气汇流排减压集中供氧。

  2、由液氧储槽经液氧汽化器气化、减压、稳压后集中供氧。

  3、由变压吸附制氧设备生产医用氧气,直接连续供氧。

  早期的中心供氧基本上都采用第一种方式。上个世纪80年代,随着大型制氧机的增多和专业气体供应站的兴建,液氧气化供氧逐渐成为氧源丰富地区医疗机构重要的供氧方式;上个世纪90年代以来,随着变压吸附技术的成熟,这种医疗机构自己拥有制氧设备的供氧方式马上得到医院的青睐。前两种供氧方式的氧源主要是利用低温空气分离方法由专业厂房生产(与医院非为一体),供医疗使用。变压吸附制氧则是利用吸附剂对同一压力混合气体中不同气体成分的吸附量、吸附速度、吸附力等方面的差异和吸附剂对不同气体组成的吸附容量随压力而变化的特性,将空气中的氧、氮分离,提取其中的氧气,供给医疗使用。工艺简单、设备先进、体积小、供给方便、经济性较高。

  氧气是助燃气体,主要表现是其强氧化性,与氧化剂发生剧烈的氧化还原反应,会使接触到的可燃物(特别是油脂等碳氢化合物)自燃,在一定条件下还会引起金属的燃烧,因此其生产和储存的火灾危险性类别为乙类。可见,其危险性主要体现在高压压缩气体且具有强氧化性。

  传统的低温制氧法生产流程复杂,设备繁多,且在低温、高压的状态下进行,会放出大量的热,如冷却不良即会形成着火源。也可能在生产过程中操作不当也易因产生的火花或火源遇到氧气加速燃烧导致火灾和爆炸事故的发生。另外,医疗机构储存的氧气钢瓶,液氧储罐均为较高压力的压力容器,一旦泄露也极易导致爆炸,特别是高压氧气流遇到油脂、有机物等,在运输储存使用诸多环节上存在较大的安全隐患,安全保障条件要求较高。

新型的变压吸附制氧是在常温低压

  新型的变压吸附制氧是在常温低压(氧气缓冲罐压力0.4—0.45MPA)下运行,工作原理是:采用5A沸石分子筛为吸附剂。5A沸石分子筛的晶体是笼型结构,有非常发达的晶穴。在晶穴中具有非常强的阳离子和氧负离子,构成了极性极强的极性分子筛,而氧和氮是非极性分子。当氧氮通过5A极性分子筛时,在极性分子的作用下,氧氮产生了诱导偶极,和沸石分子筛的极性偶极作用产生一种诱导力,容易极化的氮产生的诱导力远远大于氧产生的诱导力,因此5A分子筛对氮的吸附容量大于对氧的吸附容量,使氮被5A沸石分子筛先吸附而富集于分子筛的固相中,氧富集于非固相中这就是氧的产品气。5A沸石分子筛还具有加压时对氮的吸附容量增加,减压时吸附容量减少的特性。因此又采用对沸石分子筛加压时吸附氮,减压时氮从分子筛中解吸出来的方法来变压吸附制氧。上述工艺的改进大大地降低了供氧的火灾危险性。但是因为氧气是助燃气体,生产、储存中将其确定为乙类火灾危险性,且有一定的压力,如操作管理不善,会导致火灾、爆炸的发生。场所的设置如不很好地防止火灾的蔓延及减少火灾、爆炸造成的危害,也会不同程度地危及医院及医务人员和就医者的安全。

  目前我国现行的消防技术规范对医用变压吸附制氧装置建筑标准尚未做具体规定,原有GB20030—91《氧气站设计规范》也只是适用于工业用低温空气分离制氧氧气站的设计,液氧气化站房的设计和汇流排间的设计。对现有民用医疗建筑附设的变压吸附制氧装置建筑无具体规定;现行GB50045—95(2005年版)《高层民用建筑设计防火规范》中第4。2。6条也只是对液氧储罐间进行了简单规定。即“总容量不超过3。00㎡时,储罐间可一面贴临所属高层建筑外墙建造,但应采用防火墙隔开,并应设直通室外的出口”;JGJ49—88《综合医院建筑设计规范》第4。0。7条规定,“供氧房宜布置在主体建筑的墙外,并应远离电源、火源和易燃、易爆源”。此条规定没有明确具体的设置要求。尤其对变压吸附供氧这种新型医用供氧装置的消防安全保障状态形成了无章可循。

  医疗机构附属制氧建筑主要包括制氧设备间

  医疗机构附属制氧建筑主要包括制氧设备间、氧气储存间等。医用供养方式简介中前两种集中供氧方式现行规范中已有明确规定。由于制氧工艺的改进、医疗机构中心供氧系统的要求,以及现代城市建筑紧凑的原因,变压吸附供氧系统设置的建筑不应距医疗机构主体建筑很远,完全按照现行规范相关条款执行是不科学、不经济、不合理的,而且现在新式的制氧工艺多为低压,缓冲罐储存的氧气为气态且储量较小(一般缓冲罐容量为5m?左右,压力一般不大于1Mpa),因此医用制氧装置建筑在现有规范要求框架下,按照性能化设计理念,应从以下方面满足消防安全要求:

  1、供氧设备间易单独修建,耐火等级不应低于二级。如贴邻其它建筑修建,应采用防火墙进行分隔,且屋顶构件应采用耐火极限不低于1.00h的不燃烧体,其与贴邻建筑相通的门应采用甲级防火门,贴邻建筑相邻房间不应设置经常有人房间及储存油脂、有机物和大量可燃物的房间;且氧气缓冲储罐总容积不应大于200m?(标准状况下);

  2、供氧设备间(包括变压吸附设备、氧气缓冲罐)严禁设在地下或半地下建筑及医疗建筑的底层;与火源和甲乙类爆炸危险场所的间距应不小于场所与医院相应建筑的间距;单独修建时,与其它建筑的防火间距可按现行规范适当放宽,具体可依周边建筑的结构、功能决定,当氧气缓冲储罐总容积不大于200m?(标准状况下)时间距不限,当氧气缓冲储罐容积大于200 m?时按乙类火灾危险性场所确定防火间距;新建医院和旧有医院改造时供氧装置间可设置在建筑的顶层或屋面上,并应设独立的防火分区。(事实上变压吸附制氧装置氧气缓冲储罐的容量一般不超过标准状况下50 m?;《建筑设计防火规范》GB50016-2006第3。1。2条条文解释中对氧气的储量小于50 m?时且存在的浓度小于每立方米5升时,可不按乙类场所考虑)。

  3、供氧设备间应设置排风系统,按每小时3次换气量设计,排风口与送风口间距不应小于5米;

  4、储罐、制氧设备与输氧管道之间应设紧急切断装置,并与消防报警控制系统联动,在供氧区域内发生火灾时停止供氧;

  5、供氧装置的供电负荷按相应医疗机构供电负荷确定,电气控制装置和照明配电线路等按现行的国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定,应为22区火灾危险区;设置防雷防静电接地装置;

  6、供氧机房的室内装饰均采用A级装饰材料;

  总之,利用分子筛变压吸附氧气,工艺技术成熟,操作简单,易于维护,如果在建筑设置中采用上述各种灭火措施,并在日常应用中严格管理, 严格的使用程序,应保证消防安全。

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