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蒸汽发生器百科:医院清洁蒸汽系统技术经济性分析

时间:2022-08-25   访问量:1018


大西蒸汽发生器2022年8月25日讯,采购超低氮、免报检免监检的环保洁净蒸汽发生器首选大西超低氮燃气蒸汽发生器。大西蒸汽发生器更洁净,可满足医疗生物科研单位的消杀工作。


蒸汽不仅可以作为医院空调系统的热源和湿源,还在医院消毒领域发挥着重要作用。利用工业蒸汽不接触加热纯水产生清洁蒸汽,可替代自建蒸汽锅炉制备蒸汽,节省设置蒸汽锅炉的费用和空间,降低运行和人员成本。


本文结合具体工程,对利用工业蒸汽的医院清洁蒸汽系统的技术经济性进行分析。文中压力指绝对压力。


蒸汽发生器工程概况

广州某新建医院,医院消毒供应中心承担医院内各科室所有可重复使用诊疗器械、器具、物品的清洗、消毒、灭菌。因此,该医院兼具供暖需求和清洁蒸汽灭菌消毒需求。该医院采购的大西燃气蒸汽发生器设备所产蒸汽作为空调系统热源以及用于制备清洁蒸汽。


蒸汽发生器蒸汽系统工艺流程


燃气蒸汽发生器所产工业蒸汽温度为220 ℃,压力为1.1 MPa。


清洁蒸汽系统工艺流程见图1。工业蒸汽管道分为两路:一路引入清洁蒸汽发生器机房,通过清洁蒸汽发生器加热纯水,产生温度180 ℃、压力0.6 MPa的清洁蒸汽用于灭菌消毒,灭菌消毒产生的凝结水进入医疗废水处理系统。清洁蒸汽发生器排污水经排污系统排至室外排污降温池中。另一路通过减温减压器变为温度143 ℃、压力0.4 MPa的蒸汽,用于加热空调回水以及制备生活热水。


减温减压器出口蒸汽一部分进入换热机房的汽水换热机组,加热空调回水。另一部分进入生活热水机房作为容积式换热器的热源为医院住院部制备60 ℃生活热水。


清洁蒸汽发生器、汽水换热机组的凝结水汇集到各自机房的凝结水箱,由凝结水泵输送到生活热水机房的生活热水凝结水箱,同容积式换热器产生的凝结水一起进入板式换热器预热自来水,预热后的自来水进入容积式换热器被加热至60 ℃供向住院部。板式换热器排水经排污系统排至室外排污降温池中。


蒸汽系统设计要点

清洁蒸汽品质保障


配置1套软化和反渗透纯水设备(以下简称纯水设备)制备纯水,以满足WS 310.1—2016《医院消毒供应中心第1部分:管理规范》规定的清洁蒸汽质量指标。


4.2  管道、设备


①管道


工业蒸汽及其凝结水不与被清洁物品直接接触。因此,管子可采用20号钢,阀门采用碳钢截止阀、球阀。工业蒸汽管道可以敷设在技术夹层内。


清洁蒸汽及其凝结水与被清洁物品直接接触,因此纯水、清洁蒸汽、凝结水的管子、阀门均采用卫生级优质不锈钢316L。阀门选用卫生级隔膜阀:膜片应采用卫生、无毒、无析出物、不脱落的材料,如三元乙丙橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯;密封材料选用耐高温的卫生级橡胶,并能长时间保持密封性能。压力表选用卫生级隔膜结构,温度计采用卫生级温度计。


清洁蒸汽管道应明设,并采用明沟排放,排放口设置水封和关断阀,布置上应避免凝结水积聚。清洁蒸汽流速应符合GB 50913—2013《医药工艺用水系统设计规范》第4.7.4条的规定(清洁蒸汽流速宜小于25 m/s,最大不得超过37 m/s)。灭菌消毒产生的凝结水应排至医疗废水处理系统,经过特殊处理后再排放。


清洁蒸汽管道的保温材料应采用不释放纤维、颗粒的材料,保温材料应符合GB/T 17393—2008《覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范》,采用优质不锈钢钢管作为外护管。工作管选用内外抛光不锈钢管,为增强抗腐蚀能力,需钝化处理,使其内部形成均匀的氧化膜。管道支架材质与其连接的管子保持一致。管子与阀门连接方式采用惰性气体保护焊。采用纯水进行系统强度试验。


钝化处理主要包括以下流程[1]。


a.纯水循环清洗:利用纯水设备自带的储水罐、循环泵组成环路,将纯水注入管路,循环清洗时间不短于15 min,然后打开排水阀边循环边排放,循环排放时间不短于30 min。


b.碱液循环清洗:将氢氧化钠与温度不低于70 ℃的纯水混合制成碱液,进行循环清洗,循环清洗时间不短于30 min,然后打开排水阀门边循环边排放,循环排放时间不短于30 min。


c.纯水循环清洗:碱液循环清洗后进行纯水循环清洗(不短于15 min),然后打开排水阀边循环边排放,循环排放时间不短于30 min,直至排水点水电阻率与纯水设备储水罐中水电阻率一致。


d.钝化处理:采用体积分数为8%的硝酸溶液在温度49~52 ℃下循环60 min后排放。


e.纯水循环清洗:进行纯水循环清洗,直至进出口纯水电阻率一致。


f.清洁蒸汽消毒:将清洁蒸汽通入管道中,对纯水设备及清洁蒸汽发生器一并消毒,时间不短于15 min。


②设备


纯水设备、清洁蒸汽发生器材质选用卫生级优质不锈钢316L,清洁蒸汽发生器出厂应符合YY/T 0791—2018《医用蒸汽发生器》。设置纯水水质、清洁蒸汽质量在线监测系统。


5   技术经济性分析


除利用工业蒸汽制备清洁蒸汽外,还可利用电蒸汽锅炉制备清洁蒸汽。由电蒸汽锅炉制备清洁蒸汽具有系统紧凑、便于安装、控制简单等优点。主要缺点有启动时间长、应对负荷变化能力弱、蒸汽带水严重、事故率和制汽成本高等。工业蒸汽制备清洁蒸汽具有产汽迅速、应对负荷变化能力强、热容量大等优点,但需要配套工业蒸汽汽源以及比较复杂的管道系统。


该医院对清洁蒸汽的需求参数为温度180 ℃、压力0.6 MPa、质量流量1.8 t/h,比焓为2 805.06 kJ/kg。设定全年365 d运行,每日运行10 h。


若利用电蒸汽锅炉制备清洁蒸汽,需要将20 ℃的水(比焓84.48 kJ/kg)处理至蒸汽需求参数,处理量为1.8 t/h。若不考虑热损失,则电蒸汽锅炉热功率为1 360.3 kW。电价按0.7 元/(kW·h)计算,年电费为347.6×104 元/a。


利用温度220 ℃、压力1.1 MPa工业蒸汽(比焓为2 870.69 kJ/kg)将比焓为84.48 kJ/kg的纯水处理为温度180 ℃、压力0.6 MPa、质量流量1.8 t/h的清洁蒸汽(比焓为2 805.06 kJ/kg)后,工业蒸汽冷凝为90 ℃凝结水(比焓为377.6 kJ/kg)。在不考虑排污等影响的前提下,由以上数据,可计算到工业蒸汽的质量流量为1.96 t/h。工业蒸汽价格按220 元/t计算,年工业蒸汽费用为157.4×104元/a。


由以上计算结果可知,利用工业蒸汽制备清洁蒸汽的年工业蒸汽费用是利用电蒸汽锅炉制备清洁蒸汽的年电费的45.3%。从运行费用方面考虑,利用工业蒸汽制备清洁蒸汽的经济性更优。工业蒸汽制备清洁蒸汽方案与电蒸汽锅炉制备清洁蒸汽方案的设备购置安装费接近,分别为221.1×104、227.5×104 元。


6   结语


医用清洁蒸汽系统是热力专业在特定领域的专项设计,需要结合医药专业标准进行系统设计,从管子、阀门材质选择到安装、清洗、运行的各个环节保证系统的卫生级别与安全。


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