医用制氧机常见故障分析及维护

a、化学法

化学法制氧是经由化学反应，使富氧化合物分解供人们应用的一种制氧方法。主要有两类：一类是以碱金属的过氧化物和超氧化物与二氧化碳、水反应产生氧气：一类是以氯酸盐和过氯酸盐加热情况下分解成氯化物和放出氧气。这种方法制氧器价格便宜，但长期使用原料消耗比较大，造成使用费用比较昂贵。同时，这种方法生产能力小无法生产大量的氧气。现在只用在小型家庭用便携式制氧器的生产上。

b、电解法

采用的原理是在稀的硫酸、氢氧化钠或硫酸钠的水溶液中通直流电，使水电离，氧积聚在阳极，氢积聚在阴极。每制取1m3氧气，同时获得2m3氢气。但由于制取1m3氧气耗电量为12-15度耗电量太大，这种方法也不能大量生产。

c、空气分离法

空气分离法是目前最常用的制取氧气的方法。

空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在。分子是保持它原有性质的最小颗粒，而分子的数目非常多，并且不停地作无规则运动。因此，空气中的氧、氮等分子是均匀地相互搀混在一起的，要将它们分离开是较困难的，但如通过一定的科技手段则是可以实现的。目前空气分离的方法主要有三种：

（1）低温法（也称深冷法）

它是先将空气通过压缩、膨胀降温，直至空气液化，再利用氧、氮气低温度（沸点）不同（在大气压力下氧的沸点为-182.96℃，氮的沸点为-195.8℃）在一定的设备—精馏塔内，氧先变成液体流出。从而进行空气分离，是目前应用最为广泛的空气分离法。这种方式制氧量大，纯度高，可以在制氧气的同时制取其他气体。但这种方式规模比较大，一般在每小时几千立方以上，设备一次性投资大，生成气体从启动到应用时间比较长，一般在8—16小时，设备复杂，占地面积大，对操作人员要求高，一般作为大型应用氧设备供应。

（2）变压吸附法

它是让空气通过充填有分子筛的吸附塔。利用分子筛对不同的分子具有选择性吸附的特点，将通过的氮优先吸附，让氧分子通过因而可得到纯度较高的氧气。

由于吸附剂的吸附容量有限，当吸附某种分子达到饱和时，就没有继续吸附的能力，需要将被吸附的物质驱赶掉，才能恢复吸附的能力。为了保证连续供气，需要有两个以上的吸附塔交替使用。

在物理吸附过程中，改变压力或改变温度都可以改变吸附的吸附量。对于等温条件下的气体混合物，吸附剂对被吸附组分的吸附量，因其分压升高而增加，其分压下降而减少。这样，吸附剂在高压下吸附，达到吸附平衡后，再降压解吸，释放出被吸附的气体组分，吸附剂再生。这就是变压吸附过程。

这种方法流程简单，操作方便，运行成本较低，产品氧纯度在93%左右，现在已普遍应用在医院制氧和富氧燃烧中。

（3）膜分离法

它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜（0.1um）或中空纤维膜时，氧气穿透过薄膜的速度约为氮的4-6倍，从而实现氧氮的分离。

这种方法装置简单，操作方便，启动快，投资少。但它的氧浓度比较低，一般在28%-35%，所以它一般应用在氧气纯度不算高的地方。如煤矿、油田、玻璃窑炉等地方。

• 3台30立方/小时美国原装Airsep制氧机

• 3台40千瓦合资阿特拉斯空气压缩机

• 6台40立方/小时美国原装Airsep制氧机

• 6台55千瓦美国原装阿特拉斯空气压缩机

• 2台55千万与2台15千瓦空气压缩机供应

• 医用压缩气体

• 3台11千瓦3台15千瓦结缔纳斯水环泵

• 供应负压吸引

• 2台无油氧气增压机为高压氧仓提供

• 高压氧气

变压吸附空气分离的关键是分子筛。

分子筛是一类K、Na、Ca、Al等元素的硅酸盐矿物晶体。因为这种物质灼烧时产生类似起炮的沸腾现象，故该类矿物人们都称它为沸石或泡沸石。

沸石的晶体结构独特，其内有无数空洞，洞之间又有无数通道，并经窗孔与外界相通，好似未安“门”“窗”的住房大楼一般。不同的沸点其空洞直径大小也各异。大者空洞直径可达10-15埃（百亿分之一米）而孔道直径一般仅3-10埃。经灼烧的沸石会选择性的吸附分子，它可以吸附直径比孔道小的分子（其中特别是有极性或易极化的分子易被吸附）反之则被通过。由于沸石能选择性吸附分子，可起筛分分子作用。因此称沸石分子筛，简称分子筛。

由于天然沸石矿物远远满足不了作为分子筛的需要，现已人工合成的沸石分子筛有上万种，其中用途较广的有A型、X型、Y型和丝光沸石等

我院选用的分子筛是全世界最大的分子筛吸附剂制造商，美国UOP公司生产的5A型分子筛，是钙型硅铝酸盐。它的孔道直径为5-5.6埃，是晶体结构的笼型结构，有非常发达的晶穴，晶穴占体积的50%左右，平均每克分子筛有700-800m2的内表面积。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，在极性分子作用下，氧氮产生了诱导偶极，而氢氧的诱导偶极和5A沸石分子筛的极性偶极作用产生一种诱导力，而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，氮被5A沸石分子筛优先吸附，而氧分子则通过分子筛，就制取了氧气。

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，采用对5A沸石分子筛加压时吸附氮，减压时，氮从5A分子筛中解吸出来的方法来实现变压吸附制氧。为了连续不断的产氧，我们采用两个吸附塔循环工作，其流程由PLC机进行自动控制。

压缩空气由高效螺杆空压机压缩经油水分离后，经主管路过滤器预过滤以保护整个系统后，进入冷冻干燥机进一步除水干燥（压力露点2-10ºC），然后经精密过滤、活性碳过滤后，使无油（0.003PPM）、无尘（0.01um）、干燥的压缩空气（0.7MPa）进入空气缓冲罐，进行稳压调压后，进入A吸附塔，吸附塔内的分子筛吸附掉空气中的氮气，未被吸附的氧气大部分经角座阀进入氧气缓冲罐，小部分氧气经回吹阀进入B吸附塔，吹扫解吸其吸附的氮气，经角座阀、消音器排空，A塔吸附接近饱和时均压阀打开， A塔的气体进入B塔，两塔压力均衡，此时A塔排气阀打开，塔内气体经消音器排空，同时B塔进气吸附、解吸、均压切换，重复上述步骤，如此循环不断产生氧气，氧气缓冲罐出来的氧气经进一步的除尘及除菌过滤，完全达到医用氧标准而供医院使用。（见下图）

工艺流程图

(1) 现象: 空压机不能启动

分析原因：没有主电源或控制电压．星形三相计时器损坏。

故障排除: 检查供电。检查控制线路保险丝。检查主控制电压的变压器次线圈．

更换星形三相计时器。即可。

(2) 现象: 空压机机器周期性停机。

分析原因：主机排气温度高。主电机过载．传动带张紧保护（在安装之后）

线压异常。

故障排除: 添加冷却剂。把过载保护设到正确值，并把开关转到重新设置位置。更换皮带。确保电压启动时不降到10%以下，在运转时不降到6%以下。

 (3) 现象: 空压机温度过高而停机。

分析原因：空压机高于额定压力而操作．预滤器受阻。冷却器受阻。面板漏装或安装有误。冷却剂不够。高环境温度。冷却气流受阻。

故障排除: 按机器额定设置正确压力。擦拭或更换预滤器。擦拭冷却器。确保所有面板的正确安装。添加冷却剂并检查有无泄漏。把空压机移到其他地方。

确保空压机有正确的气流。

(4) 现象: 安全阀开启

分析原因：开关有毛病或压力开关设置有误。最小压力阀功能失灵．加载电磁阀有毛病。放气阀有毛病。进气阀功能失灵。

故障排除: 更换安全阀，或按机器额定设置正确的压力。更换最小压力阀。更换加载电磁阀。更换放气电磁阀．更换进气阀。

(5) 现象: 氧气

纯度低

分析原因：1、连接管路接头松动有渗漏2、气动阀失灵3、电磁阀失灵4、吸附塔工作压力不足5、分子筛粉化失效

故障排除: 1、用肥皂水检漏并排除松动、渗漏2、检查气缸气源压力是否不足，调整压力调节阀3、检查接线圈与阀体4、提高进气压力，检查调压阀5、补充或更换分子筛

1、分子筛维护

a、分子筛是制氧装置的核心，为了防止污染而失效，必须严格按照对压缩空气的含油量要求来维护空压机，一般经过除油过滤器，滤除油份至0.01PPM以下，并经常检查过滤器，定期更换滤芯和除油活性碳。(全能、高效、超精三级滤芯每两年更换一次，除油级滤芯每半年更换一次。其更换可由用户自行更换)。

b、正常操作条件下，分子筛可使用十年以上，一般连续使用五年后，可打开吸附塔，根据分子筛的损耗情况进行填充；使用十年后，如果产氧量、产氧纯度未有明显下降，仍可继续使用。如有明显下降时（油污染严重，不满十年也会发生此种情况）应全部更换分子筛，更换分子筛时应通知厂方派专业人员在现场指导更换。

c、分子筛的存储、运输及更换均不会对人体产生危害，填充或更换分子筛时可戴护目镜及用抽气扇，填充后应以肥皂洗净皮肤接触处。

d、如订货时订有备用分子筛，存放时间过长的分子筛在填入吸附塔前，应先烘干活化。（烘干温度300~350℃，时间2小时）

2、气动阀、电磁阀的维护

a电磁阀体进入异物后，易堵塞先导孔，应经常检查排气消音器，清洗异物和油物，使排气通畅。

b在受到异常电压、电流冲击时，电磁头会损坏，应首先检查保护电路和指示灯，如正常，确认电磁头损坏，更换电磁头，同时查找损

坏电磁头的原因。有时电磁头发出鸣叫声，主要原因是电压不足，对先导芯级合力不强。

c一般电磁出现故障时，应整阀拆下修理，换上备用阀继续运行，可不影响设备使用。

d 气动阀门关闭不严时，应更换堵片上低密封胶垫。

3、PLC的维护

电控柜不要经常打开，避免粉尘进入PLC机内部影响正常运行，外部环境条件应满足PLC机环境要求，温度（0~55℃），相对湿度（≤80%），避免湿度变化急剧，造成结露，环境中应无腐蚀、可燃气体。另外，PLC机避免震动或传导冲击。

PLC机内部电池应按照PLC机说明的有效期和方法进行更换。一般在20℃时电池使用寿命为五年，高于此温度使用寿命会缩短。电池有效期一到ALARM、LED灯就闪烁（报警）要在一周内更换电池。未及时更换电池或更换电池时不慎造成不能运行时，应及时通知厂方人员，重新写入程序。

4、系统的维护

a设备连续运行时，应经常检查各管道连接处的气密性，不得有漏气现象。经常检查电磁阀、气动阀的运行状态。在一定流量下，纯度有明显的下降时，一般是电磁阀有故障更换电磁阀、气动阀不紧，更换密封胶垫。

b设备长期搁置不用或间断使用时，应保证每月开机一次，每次4小时，保证分子筛始终处于活化状态，每半个月手动运行气动阀若干次，防止气动阀抱死，影响启动运行。因长期不用设备，设备维护不良，造成设备不能正常运行时，应通知厂方技术人员维修设备。