医用压缩空气系统故障案例分析

叶呈建，朱银超

浙江省台州医院·台州恩泽医疗中心（集团）恩泽医院医学工程部 （浙江台州 318000）

医用压缩空气系统[1]是利用空气的可压缩性，通过空气压缩机增加空气压力，并经过后续一系列干燥净化处理后产生空气，主要为呼吸机、麻醉机等设备提供正压空气支持患者呼吸或手术麻醉，参与婴幼儿护理、外壳工具的驱动、医疗设备的测试等。为保证压缩空气的可连续性，我院采用冗余设计理念，即医用压缩空气系统采用一用一备原则，两者通过联络开关阀门相互切换使用，从而保证压缩空气的连续供给。

1 压缩空气中的杂质分析

大气的主要成分是氮气（约占78%）、氧气（21%）、二氧化碳（0.25%），其余成分为其他气体杂质和水蒸气。根据空气热力学原理，经压缩后的空气将会有大量的过饱和水蒸气重新还原成水滴被排出。

2 医用压缩空气系统

2.1 医用压缩空气系统的组成

医用压缩空气系统由空气压缩机、储气罐、压缩空气精密过滤器、吸附式压缩空气干燥器（吸干机）、吸附筒、油水过滤器、减压阀、管道和终端等组成[2]。

2.2 医用压缩空气系统的工作原理

空气压缩机作为医用压缩空气系统中最主要的设备，其作用是吸入一定体积和压力的空气，并将其压缩为体积更小、压力更高的空气后输出，经压缩后的空气首先被送至储气罐，此时的压缩空气温度高、湿度大。储气罐的作用如下：一是降低压缩空气的流速，使部分油、水、尘埃沉降，并经罐底阀排出；二是储气罐储放高压空气可补偿气体不同程度的消耗，从而避免空气压缩机频繁启动；三是消除、减缓供气系统内气流的脉冲，使后置设备更好地发挥各自功效，经储气罐排出的气体再经过压缩空气精密过滤器。压缩空气精密过滤器的作用如下：滤除压缩空气中的油、水、尘埃、杂质、异味[3]等，过滤后的压缩空气进入吸干机。吸干机将正压空气中的水分进行脱水后输出，然后再经油水过滤器净化，经减压阀输出，输出的压缩空气进入输送管道送至设备带，再进入各终端。

3 故障实例

3.1 故障一

3.1.1 故障现象

医用压缩空气系统在使用过程中存在单位时间用气量明显过大的异常现象[4]。

3.1.2 故障分析及检测

空气压缩机空气压力设置范围为0.45～0.65 MPa，单个储气罐容积为1.0 m3，因此在外终端只有两个呼吸机使用且使用空气介质和不考虑温度的情况下，1个时间段（10 min）的排气量为2×（0.65-0.45）×10=4 m3（4 000 L），而观察发现，1个呼吸机在潮气量为5 00 ml/次、呼吸频率为14次/min的情况下，用气量为7 L/min（70 L/10 min）[5]，远远低于正常情况下医用压缩空气系统产生的排气量，经理论和实际数据分析可知，医用压缩空气系统中有设备或管道存在漏气或异常排气现象。根据医用压缩空气系统的组成分析，存在漏气的设备可能为空气压缩机单向出气阀、储气罐、压缩空气精密过滤器、吸干机、油水忧虑器、排污管道、排气管道、设备带、终端。遵循从简到难的原则对故障进行排查，首先是终端设备，其自带可靠的流量异常报警系统，查看系统后排除终端故障；其次是空气压缩机单向出气阀，关闭储气罐前端的流量开关后，其单位时间内出气量与以往相同，排除空气压缩机单向出气阀故障；由于漏气量过大，若为压缩空气精密过滤器漏气则其会有明显的“嗤嗤嗤”声，仔细听未发现有明显的异常声响，因此排除压缩空气精密过滤器故障；用上述方法排查储气罐、油水过滤器、排污管道，均未发现漏气；考虑到减压阀后排气管道比较隐蔽较难排查、设备带数量较多及终端使用设备数量较多的情形，在使用科室同意暂停终端设备使用的情况下，关闭减压阀后端的手动流量开关10 min，发现排气管道监测压力表数值不变，因此排除排气管道、设备带故障；经仔细观察，发现两台吸干机在吸附和再生的切换过程中，消声（出气）器持续出气时间较长，经厂家工程师确认为非正常工作状态，观察其管路连接，基本确定为吸干机切换阀内部无法闭合导致该故障。

3.1.3 故障修复

更换新的切换阀后故障消失。

3.1.4 小结

当医用压缩空气系统出现用气量异常时，可以采用从简到难的方法对故障进行排查；当遇到管道、设备带这类较难排查或需排查点较多的情况时，可以整体打包进行简化排查分析，最后确定故障所在。

3.2 故障二

3.2.1 故障现象

医用压缩空气系统在使用过程中空气压缩机一直在运转，空气压力一直在0.60 MPa 左右，但无法达到设定上限0.65 MPa[6]。

3.2.2 故障分析及检测

我院ICU 同时运行10台呼吸机的情况下，空气压缩机正常工作启动间隔为40～60 min，由于此时空气压缩机处于运转状态，所以考虑外部设备存在大量漏气或空气压缩机本身故障[7]。

遵循从简到难的原则对故障进行排查[8]，首先是终端设备漏气[9]，其自带可靠的流量异常报警系统，查看系统后排除终端设备漏气；其次是空气压缩机故障，在空气压缩机处于运转状态且空气压力达到0.60 MPa 时，关闭储气罐前端的流量开关后，其单位时间内出气量与以往相同，排除空气压缩机故障；于是考虑压缩空气精密过滤器漏气，在过滤器周围涂一层肥皂水，仔细观察后未发现漏气，因此排除压缩空气精密过滤器漏气；用上述方法排查储气罐、油水过滤器、排污管道，均未发现漏气；考虑到减压阀后排气管道比较隐蔽较难排查、设备带数量较多及终端使用设备数量较多的情形，在使用科室同意暂停终端设备使用的情况下，关闭减压阀后端的手动流量开关3 min，发现排气管道监测压力表数值不变，因此排除排气管道、设备带故障；考虑吸干机漏气，在吸干机操作面板控制切换阀关、开状态，发现没有关闭延时现象，再观察消声（出气）器正常无漏气；最后考虑空气压缩机本身故障，由于2 台空气压缩机互为备用，切换使用故障依旧，因此考虑空气压缩机的共性部分故障，检查SF 纸质吸气过滤器，肉眼可见过滤器发黑且堵塞严重[10]。

3.2.3 故障修复

更换新的吸气过滤器故障消失。

3.2.4 小结如果故障点处在互为备用的设备时，可以从共性部件着手确定故障所在。