Главная

Газоснабжение в медицине

Медицинские газы тесно связаны с лечебными процессами, так как они находят применение во многих областях современной медицины – хирургии, криохирургии, в естественных условиях, анестезиологии, пульмонологии, эндоскопии, диагностике, калибровке медицинского оборудования и многих других. Сфера применения газов очень широка и может быть разделена на две основные группы в зависимости от агрегатного состояния, в котором находится газ, то есть газообразные и жидкие.

В медицине используются следующие газы:

- кислород газообразный медицинский;
- кислород жидкий медицинский;
- циклопропан;
- ксенон;
- азота закись.
- воздух синтетический;
- воздух сжатый;
- азот жидкий;
- азот жидкий ОСЧ;
- азот газообразный нулевой А;
- азот газообразный ОСЧ;
- аргон газообразный ОСЧ;
- аргон газообразный;
- аргон газообразный ВЧ;
- ацетилен растворенный А;
- гелий газообразный ВЧ 5.5;
- гелий газообразный ВЧ 6.0;
- гелий газообразный ВЧ 7.0;
- гелий газообразный А;
- гелий газообразный Б;
- гелий жидкий;
- двуокись углерода (углекислота) пищевая;
- двуокись углерода (углекислота) ВЧ;
- ксенон газообразный ВЧ 5.5;
- криптон газообразный медицинский.

Лечебные газы и газовые смеси для стимулирования дыхания являются наиболее востребованной и важной группой медицинских газов. Состав искусственных дыхательных медицинских газов может быть адаптирован к конкретным обстоятельствам и требованиям. Так, в медицине используются такие газообразные смеси:

- смесь кислорода и углекислого газа;
- смесь гелия и кислорода;
- эксимерная газовая смесь;
- смесь с содержанием этиленоксида.

Медицинские газы, содержащие кислород и другие газовые примеси используются при нарушении работы организма. Чистый кислород используют, когда организм подвергается интенсивным нагрузкам или отмечается слабое дыхание в результате воздействия анестетиков или других веществ, которые оказывают угнетающее действие на дыхательный центр.

Медицинские газы нужны не только для диагностических целей и анестезии, они также применяются в клинических исследованиях и научно-исследовательских лабораториях.

Создание системы централизованного газоснабжения

Системы централизованного газоснабжения (СЦГ) в целом основаны на принципах транспортировки больших объемов газа, хранении газа на месте в специальных контейнерах и распределении газа из газохранилищ большой вместимости к конечным потребителям. Газ от производителя может доставляться потребителям в сжиженном виде, в основном за счет использования криогенных систем, или в сжатом газообразном виде, как правило, с применением стальных баллонов или баллонных связок. После установки СЦГ на месте применения и начала ее эксплуатации газ поступает из источника (стационарный или передвижной криогенный резервуар с испарителем - газификатор, баллонная связка с рампой, баллон или специальный контейнер) через манифольд высокого давления с регулятором давления, где входное давление подающей системы редуцируется до уровня, приемлемого для ввода в газораспределительную систему (ГРС). ГРС обычно состоит из трубопроводов, изготовленных из мягкой стали, нержавеющей стали или меди, по которым газ поступает к потребителю. На конце трубопроводы оснащены выпускной арматурой, которая отвечает за доведение газа до установленных параметров, например, давления и расхода, в соответствии с требованиями потребителей.

medicinskoe_gazosnabzhenie
Система централизованного газоснабжения в ЛПУ

Спектр работ по созданию системы централизованного газоснабжения (СЦГ) можно поделить на несколько стадий:

1. Создание проекта сети газоснабжения;
2. Комплектация проекта;
3. Сборка системы медицинского газоснабжения;
4. Запуск и настройка;
5. Техническое сопровождение систем медицинского газоснабжения.

Нормативная база, применяемая при проектировании систем медицинского газоснабжения:

- СНиП 31-06-2009 "Общественные здания и сооружения";
- Технический регламент о безопасности машин и оборудования;
- Технический регламент о безопасности зданий и сооружений;
- СНиП 3.05.05-84 "Технологическое оборудование и технологические трубопроводы";
- ПБ 03-576-03 "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением";
- ПБ 11-544-03 "Правила безопасности при производстве потреблении продуктов разделения воздуха";
- ПБ 03-585-03 "Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов";
- ПБ 03-581-03 "Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов" и другие нормативные документы (ГОСТы Р, ОСТы, ОМУ, СНИПы, ПБ, ВСН).

Система газопроводов проектируется так, чтобы медицинские сотрудники и пациенты не имели прямого контакта с основным источником газоснабжения. Баллоны и прочие емкости с газом хранятся в специально оборудованных помещениях как в здании, так и вне здания.

Системы подачи медицинских газов требуют усиленного внимания к безопасности. В целях предотвращения опасности на газопровод устанавливаются модули контрольно-отключающей арматуры, чтобы, в случае возникновения опасности взрыва, оперативно отключить здание от газоснабжения.

Системы медицинского газоснабжения эксклюзивны. Каждое медицинское подразделение устанавливает отличную от других систему. Однако разработаны общие варианты размещения элементов системы медицинского газоснабжения, удовлетворяющие требования разных медицинских профилей.

Первоисточником любой системы являются сами источники медицинского газоснабжения, специализированная арматура и газопроводы, распределенные по всему объекту и образующие внутреннюю сеть медицинских газов.

Источники медицинского газоснабжения

Рампа с блоком контроля для автономного снабжения медицинскими газами от баллонов кислорода, закиси азота и углекислого газа. Количество баллонов определяется количеством мест подачи и потребностью в медицинских газах. Газ от баллонов поступает к рампе через медный змеевик или металлорукав, затем проходя через редукционный щит (манифольд) по системе газопроводов доходит до потребителей.  

Управление переключением источника ведется с помощью электронных или механических устройств. При падении давления в одной из групп баллонов до заданного уровня происходит автоматическое переключение на вторую группу баллонов. Пустая первая группа баллонов при этом отключается.

Классификация рамп: наполнительные, перепускные, разрядные. Медицинские рампы укомплектованы манометрами и газовой арматурой. Они размещаются под навесом или в специальном шкафу у стен вне здания, либо в цокольном помещении. 

Баллоны, предназначенные для транспортировки, хранения и использования сжатых азота, кислорода, углекислоты должны соответствовать ГОСТ 949-73.

Rempa_CO2
Медицинская рампа для CO2

Компрессорные станции обеспечивают подачу сжатого воздуха высокого качества, полностью очищенного и отфильтрованного от бактериальных и атмосферных загрязнений. В учреждениях медицинского профиля чаще всего используется сжатый воздух низкого (5 бар) и высокого (8 бар) давления со степенью очистки, соответствующей ГОСТ 52539-2006.

Компрессорные станции обеспечивают круглосуточную бесперебойную работу медицинского оборудования, подключаемого к сети сжатого воздуха. В зависимости от предполагаемого расхода, подбирается компрессор соответствующей производительности.

Как правило в медицинских учреждения устанавливаются компрессоры следующих видов:

- поршневые компрессоры;
- винтовые компрессоры.

В основе работы поршневого компрессора лежит принцип сжатия воздуха при движении поршней, при использовании винтового компрессора нагнетание воздуха осуществляется с помощью винта. Винтовые компрессоры являются более технологичными, по сравнению с поршневыми, и чаще используются для подготовки медицинского сжатого воздуха.

Для сглаживания струи подготавливаемого воздуха используется ресивер, объём которого подбирается в зависимости от производительности компрессора и заданного выходного давления. Для повышения надёжности компрессорной станции в её состав входят два или более мотора, которые размещаются на ресивере.

Также, в состав компрессорной станции входят осушитель и фильтры с разными степенями очистки, что обеспечивает необходимую степень чистоты воздуха. Данная линия, в целях повышения надёжности, дублируется. Компрессорная станция комплектуется блоком управления, который обеспечивает контроль показателей работы станции и осуществляет переключение моторов компрессора.

kompressornaya_sctanciya
Компрессорная станция

Концентратор кислорода - это прибор, который генерирует кислород из воздуха. Он пропускает атмосферный воздух через специальный фильтр, в котором молекулы азота связываются, а молекулы кислорода свободно проходят дальше на выход аппарата. В результате получается воздушная смесь, содержащая до 90-95% кислорода. Прибор находит применение для лечения тяжелой степени бронхообструктивного синдрома и купирования явлений дыхательной недостаточности. Может эксплуатироваться в стационаре, службах скорой и неотложной медицинской помощи, в спасательных службах, респираторно-восстановительном центре, в кислородных барах, а так же непосредственно на дому пациентом.

Кислородные концентраторы имеют преимущество над баллонами сжатого кислорода, так как в случаях утечки они не способствуют более быстрому распространению огня.

koncentrator_kisloroda
Концентратор кислорода

Криогенные холодные газификаторы, как источники медицинских газов, устанавливают за пределами здания. Они состоят из криогенного резервуара, собранного из внутреннего сосуда и кожуха, между которыми находится экранно-вакуумная теплоизоляция, атмосферных испарителей для газификации сжиженного газа, запорной, регулирующей и предохаринетльной арматуры, приборов контроля.

gazifikator_med
Газификатор холодный криогенный (ГХК-1,5/1,6-50) на базе 3 сосудов по 500л

ГХК_1
Газификатор холодный криогенный (ГХК-1/1,6-50) на базе 2 сосудов по 500л

Принцип действия газификатора основан на создании рабочего давления в резервуарах, заполненных сжиженным газом. Подъем и поддержание давления в резервуарах обеспечивается испарителем подъема давления. Из резервуара жидкий продукт подается в продукционный испаритель, откуда газ под давлением до 16 атм поступает потребителю по системе газопроводов. При потреблении газа, давление поддерживается автоматически регулятором давления и контролируется по показаниям манометра. Контроль количества заливаемого жидкого продукта осуществляется уровнемером (УЖК - указатель жидкого кислорода).

В зависимости от геометрического объема, газификатор способен заместить от 22 (DPL450-175-2,3) до нескольких сотен стандартных 40-ка литровых баллонов. При эксплуатации газификатора нет необходимости в перевозке, разгрузке и погрузке громоздких и опасных баллонов. Достигается значительная экономия при транспортных затратах. Отсутствуют операции подключения и отключения баллонов в газовой рампе. На данный момент все больше ЛПУ переходят на снабжение газом через газификаторы, при этом газовая система проектируется таким образом, что бы в ней присутсвовали 2 источника газа (основной и резервный). Это связано с тем, что при заправке одного из сосудов, подача кислорода не должна прерываться.

Арматура для медицинского газоснабжения

Качественно изготовленная и грамотно установленная арматура для медицинского газоснабжения позволит не только упростить эксплуатацию системы медицинского газоснабжения, но и повысить качество контроля над ее бесперебойной работой. Одна из основных задач данного оборудования заключается в предотвращении аварийных ситуаций, при малейших подозрениях на которые провести отключение от газоснабжения можно будет намного быстрее и легче.

Производство высококачественной арматуры для медицинского газоснабжения предусматривает применение современных технологий и использование надежных материалов, благодаря которым улучшаются эксплуатационные свойства всех элементов системы. Комплектацию арматурой проводят с учетом требований заказчиков и особенностей месторасположения, в котором она будет установлена. В основном в медицине применяется газовая арматура с рабочим давлением до 1,6 МПа (кг/см2).

Широкую линейку газовой арматуры для использования в медицине предлагает чешский производитель GCE. Компания поставляет комплектные системы подачи кислорода, закиси азота, вакуума и других газовых сред для больниц, машин скорой помощи, аварийных, и для других специальных служб, использующих данное оборудование.

medline
Регулятор давления GCE серии medline


manyflow_block
Медицинская рампа на основе рампового вентильного блока manyflow


Газопровод

Кислородопроводы производят из красномедных или латунных труб (ГОСТ 617-90 и 21646-76). В случае прокладки кислородопровода высокого давления в грунте использование труб из стали и без швов не рекомендуется. Монтаж осуществляется при помощи сварки.

Kislorodoprovodi
Кислородопровод
Виды кислородопроводов:
- внутристанционные;
- подземные;
- надземные.

Монтаж кислородопроводов невозможен без обезжиривания кислородопровода. Арматура перед монтажом подвергается полной разборке, обезжиривается и просушивается. Обезжиривание кислородопровода осуществляется с помощью четыреххлористого углерода чистого, либо трихлорэтилена и водных моющих растворов. После того, как монтаж завершен, проводится гидравлическое испытание на прочность и пневматическое испытание на плотность при рабочем давлении.

Монтаж подземного кислородопровода, транспортирующего кислород, не содержащий влаги, можно осуществлять выше уровня промерзания, но не менее 0,8 метра от трубы до поверхности земли. Также возможна прокладка подземного кислородопровода, содержащего влагу, ниже уровня промерзания. Его располагают в траншее, изолируют для предотвращения наружной коррозии, и только после этого засыпают землей.

Запрещена прокладка с силовыми, осветительными и телефонными кабелями. Допускается пересечение каналов с кислородопроводными кабелями в защитных футлярах или трубах, выходящих за наружные стенки канала не менее чем на 250 мм. Укладка надземных кислородопроводов должна проводиться на огнезащитных, несгораемых эстакадах или стойках, по наружным стенам зданий – на несгораемых кронштейнах.