Contribuții la modernizarea generatorului de oxigen in cadrul IMSP IMU

Abstract

Scopul lucrării constă în proiectarea unui sistem ce eficientizează consumul de energie, ca un criteriu important în cazul utilizării generatoarelor de producere a oxigenului gazos prin metoda PSA. Ca urmare a creșterii continue a prețurilor la energia electrică, utilizarea eficientă a energiei este importantă nu doar pentru mediu, ci este și o tot mai mare necesitate economică, dat fiind faptului că aceste sisteme pentru producție, utilizează energia electrică este extrem de important studierea și aplicarea acestei oportunități în practică. În ultimii ani, tehnologia progresează constant iar unul dintre criteriile de bază este eficiența energetică, astfel în cazul instalațiilor care utilizează energie electrică în cantități mari este evident aspectul de rentabilitate și/sau eficiență energetică. Domeniul de cercetare îl constituie aspectele teoretice şi practice de implementare a Kiturilor Termice ca parte componentă a stațiilor de producere a oxigenului, și cel mai simplu, ecologic și eficient mod de a recupera căldura generată de compresorul stației de oxigen și folosiți-l ca sursă de energie pentru sistemul de încălzire central sau producere de apă caldă. Originalitate ştiinţifică constă în implementarea unui sistem de producer a oxigenului cu sistem de recuperare a energiei termice, care în prezent este degajata în atmosferă.Pentru anul 2021 Ministerul Sănătății a achiziționat 24 Generatoare de oxigen pe tehnologia PSA cu diferite capacități, toate fiind distribuite IMSP-urilor din Țară. Cerința de bază către aceste generatoare este producerea oxigenului medicinal cu o puritate 93% ±3%, iar posibilitatea de recuperare a energiei prin captare de căldură nu a fost luată în calcul, astfel se prezintă un studiu de caz privind rentabilitatea unui astfel de sistem și posibilele economii la nivel instuțional dar chiar și național. Teza cuprinde în sine patru capitole, concluzii și bibliografie . În capitolul unu descrie aspectele teoretice ale oxigenului și anume utilizarea lor în medicină. Au fost menționate principiile oxigenoterapiei, indicațiile pentru oxigenoterapie, contraindicațiile oxigenoterapiei, materialele necesare pentru aceasta și tehnica oxigenoterapiei . A mai fost menționate și alte tehnici ale oxigenoterapiei și anume oxigenoterapia hiperbă. Tot în acest capitol a fost descrisă despre incidente, accidente și complicaţii ale oxigenoterapiei. Al doilea capitol descrie despre sisteme de producere a oxigenului în cantități industriale și producatorul din Republica Moldova, despre sursele comune de oxigen necesare într-un spital. De asemenea mai sunt descrise și sistemele de producere a oxigenului în IMSP Institutul de Medicină Urgentă și principiile de funcționare. In capitolul trei sunt descrise tipurile de schimbătoare de căldură și clasificarea lor, mai sunt descrise schimbătoarele de căldură cu plăci, schimbatoarele de caldura brazate, semisudate și sudate și exemple de utilizare a schimbatoarelor de căldură. Tot odată este analizată aplicarea echipamentelor de schimb de căldură în energetică. Capitolul patru descrie conceptul și procesul de lucru în scopul recuperării energiei, sistemele de recuperare a energiei de la compresoarele de aer instalate, și un studiu de caz privind eficiența energetică la instalațiile de producere a oxigenului gazos. În concluzie remarc că scopul principal al proiectului a fost atins, procesul de recuperare a energiei duce la economii de peste un million de lei annual la un generator care produce 54 m3 de oxygen cu compressor de 75 Kw pe oră. IMSP IMU este în procesul derulării licitației de procurare a unui kit termo peuntu producerea apei calde.

The aim of the work is to design a system that makes energy consumption more efficient, as an important criterion in the case of using gas oxygen generators using the PSA method. As a result of the continuous increase in electricity prices, the efficient use of energy is important not only for the environment, but it is also an increasing economic necessity, given the fact that these systems for production, use electricity, it is extremely important to study and applying this opportunity in practice. In recent years, technology is constantly progressing and one of the basic criteria is energy efficiency, so in the case of installations that use electricity in large quantities, the aspect of profitability and/or energy efficiency is obvious. The field of research is the theoretical and practical aspects of implementing Thermal Kits as a component of oxygen production stations, and the simplest, ecological and efficient way to recover the heat generated by the compressor of the oxygen station and use it as a source of energy for the central heating system or hot water production. Scientific originality consists in the implementation of an oxygen producer system with thermal energy recovery system, which is currently released into the atmosphere. For the year 2021, the Ministry of Health purchased 24 oxygen generators on PSA technology with different capacities, all of which are distributed IMSP- of the Country. The basic requirement for these generators is the production of medicinal oxygen with a purity of 93% ±3%, and the possibility of energy recovery through heat capture has not been taken into account, thus a case study is presented on the profitability of such a system and the possible savings at the institutional level but even at the national level. The thesis includes four chapters, conclusions and bibliography. In chapter one he describes the theoretical aspects of oxygen and its use in medicine. The principles of oxygen therapy, the indications for oxygen therapy, the contraindications of oxygen therapy, the necessary materials and the technique of oxygen therapy were mentioned. Other oxygen therapy techniques have also been mentioned, namely hyperbaric oxygen therapy. Incidents, accidents and complications of oxygen therapy were also described in this chapter. The second chapter describes about systems for producing oxygen in industrial quantities and the producer from the Republic of Moldova, about the common sources of oxygen needed in a hospital. The oxygen production systems in the IMSP Institute of Emergency Medicine and the principles of operation are also described. In the third chapter, the types of heat exchangers and their classification are described, plate heat exchangers, brazed, semi-welded and welded heat exchangers are also described and examples of the use of heat exchangers. At the same time, the application of heat exchange equipment in energy is analyzed. Chapter four describes the concept and work process for energy recovery, energy recovery systems from installed air compressors, and a case study on energy efficiency in gaseous oxygen production facilities. In conclusion, I note that the main goal of the project has been achieved, the energy recovery process leads to savings of over one million lei annually for a generator that produces 54 m3 of oxygen with a 75 Kw compressor per hour. IMSP IMU is in the process of running the tender for the procurement of a thermo kit for the production of hot water.