現代分析測試技術在電廠水汽化學監督中的應用與進展

趙晶

摘 要：本文主要對電廠水汽化學監督中常用的幾種現代分析測試技術進行了分析和探究，并對流動注射、離子色譜等現代分析技術在水汽化學監督中的應用、特點以及應用前景進行了分析，在水汽化學品質監測中應用現代分析測試技術具有智能化、自動化和在線儀表化的趨勢，能夠有效、準確的對電廠的水汽化學品質進行監督。希望能夠為電廠水汽化學監督中現代分析中的測試技術的應用提供一些有益的參考。

關鍵詞：現代分析測試技術；電廠水汽；化學監督

隨著我國火電廠機組參數的不斷提高和容量的不斷擴大，對于水汽的品質要求也越來越高。為了更好的監測水汽中的痕量組分和微量組分，必須不斷提高現代分析測試技術，促進我國火電廠的進一步發展。本文主要對離子色譜技術、流動注射分析技術、電極在線監測技術進行了簡要的分析。

1 離子色譜技術

離子色譜技術的優勢在于操作簡單、靈敏度高、試樣用量少、輔助試劑少，且能夠迅速的對多種離子的顯著特點進行檢測，成為無極陽離子、無極陰離子以及鐵、硅等組分測定的重要方法[1]。

1.1 在測定水汽系統中低分子有機酸和無機陰離子中的應用

傳統的火電廠水質全分析方法不能對微量組分進行有效的測定，而離子色譜技術能夠迅速、準確的測量陰離子的含量，例如PO43-、NO3-、SO42-等。在用離子色譜技術對水汽系統中的低分子有機酸含量和無機陰離子進行同時測定時，可以達到0.1μg/L。“只加水技術”能夠進一步降低電導、更便利的進行梯度淋洗，如果分析低μg/L也不需要進行濃縮富集，只要直接進樣即可，只需要幾分鐘至幾十分鐘的分析時間。造成系統設備的腐蝕和損壞的主要雜質主要是甲酸、乙酸等有機酸離子和無機陰離子，因此對其進行監督能夠很好的分析腐蝕的原因[1]。

1.2 在堿土金屬和堿金屬離子中的應用

在陽離子的測定中也可以使用離子色譜技術，雙柱離子色譜系統（分離柱+抑制柱+電導檢測器）能夠便利的分析堿土金屬和堿金屬。當前電廠熱力系統中廣泛的使用胺類物質作為防腐劑。在存在大量胺類物質的背景下可以使用離子色譜可以對低mg/L級的堿土金屬和堿金屬離子進行測定。梯度淋洗技術還可以在短時間內對堿土金屬、堿金屬和各種胺類物質進行分離[2]。

1.3 在過渡金屬離子中應用離子色譜

造成設備腐蝕的一個重要原因就是過渡金屬離子。因此可以用單柱離子色譜系統來測定水汽系統中的過渡金屬。離子色譜具有更高的靈敏度，要對超痕量的過渡金屬離子組分進行測定則需要加上濃縮柱。

2 流動注射分析技術

在化學和物理不平衡的情況下可以使用流動注射分析技術來進行動態測定，流動注射分析技術是一種微量濕化學分析技術，其優勢在于能夠便利的實現在線監測、適應性強、試樣和試劑節省、精度高、分析速度快[3]。與此同時作為一種通用的溶液處理技術，FIA還可以與多種檢測技術相結合，例如分光光度測定、原子吸收法、滴定、電導測定、電位測定等等。

2.1 在爐水磷酸根的測定中應用FIA技術

磷鉬藍比色法是爐水中磷酸根的測定的標準方法。氯化亞錫和鉬酸鹽的混合物具有不穩定的特征，因此顯色時間會影響顯色程度，這樣會影響手工比色分析的準確度和精密度。如果能夠結合光度檢測方法和FIA技術，則可以有效的提高測定結果的準確度和精密度。由于氯化亞錫和鉬酸銨的混合液不穩定，在安排FIA流路時可以使二者在進樣閥前進行混合，并在進樣閥前加上一段反應管，這樣可以使二者混合的更加均勻。用分光光度法在660nm處對反應形成對深藍色絡合物進行檢測。類似的還可以進行小堿度、聯氨、硅酸根的測定，由于分析的過程中能夠保障高度時機的重現性，使反應時間能夠保持一致，從而使分析的準確性和精密度得到提高。

2.2 對高純水的pH值進行測定

FIA技術還可以用于測定高純水的pH值測定，測定電廠高純水的pH值非常重要，但對水質指標進行測準卻又一定的困難，這是由于水質指標會受到環境和電極性能的影響。如果能夠結合FIA技術和ISE方法，則可以解決這些問題。結合這兩種方法可以避免受到環境和CO2的干擾，而且可以縮短電極與試樣接觸的時間，而且由于載流具有自動清洗作用，能夠對電極對測定基線對漂移和電極表面的記憶效應進行消除，使電極表面的電化學活性得到保障，提高測定結果的準確度和重現性。

2.3 對總堿度和CO2進行測定

容量分析法是傳統的堿度測定方法，但是這種方法容易被空氣中的CO2所影響，測定的準確度不高。使用FIA氣體擴散法能夠對總碳酸鹽的含量進行測定，這需要使用到流路系統和氣體擴散裝置。在氣體擴散裝置中，具有一層微孔聚四氟乙烯膜、有機玻璃體（具有輸入和輸出的管道）以及兩塊擴散槽[4]。在測定過程中，在稀H2SO4載流中注入含有各種碳酸鹽的水樣，使其進入氣體擴散器。經過擴散透氣膜使載流中的CO2進行擴散，進入指示劑中。指示劑中含有以堿的形式存在的酸堿。此時根據指示劑顏色的變化來對酸對形式存在進行測定，從而對碳酸鹽對含量進行定量。為了實現富集CO2的目的，可以對接受液流進行減速，并對給予載流進行加速。

3 電極在線監測技術

在電廠水汽化學過程的監督中一直廣泛的使用電極在線監測技術。特別是結合電極技術和鈍化擴散試劑添加系統，使電廠水汽監督中更為普遍的應用到了該技術。

3.1 鈉離子檢測儀

在進行鈉離子的測定時往往要使樣品先堿化，這是為了避免受到H+離子的影響。傳統的堿化方法存在一些問題，比較準確的是使用新式的“鈉泄漏檢測儀”，結合鈍化擴散試劑添加系統和離子選擇電極測定方法，能夠使水樣在通過流量計、壓力調節器和過濾器之后再進入鈍態試劑擴散瓶，流體的pH值會受到鈍態試劑擴散瓶中水溶性胺或氨，水樣最后流入電極槽中，水樣的pH值會提升至10.5。藥劑中含有鈉的雜質不能通過擴散管，由于標定的低濃度鈉，被測樣品可以從離子交換柱中通過，使不含鈉的參比樣品流產生出來。樣品流中流入標準液流可以使含鈉的標準液產生出來，并通過對標準液含量和流速的改變來對標定范圍進行調節。

3.2 氯離子檢測儀

造成熱力設備腐蝕的一個重要原因就是水汽系統中過高的CI-離子含量。如果CI-離子含量超過3μg/L時就會出現應力腐蝕和汽輪機葉片點蝕。這就需要對電廠水汽中的CI-離子進行監測。水汽系統中的CI-離子主要是由凝結水精處理混床釋放的，因此要監控其后期運行。使用CI-監測儀能夠結合鈍態擴散藥劑添加系統和電極測量，無需苛刻的要求藥劑的質量和劑量的精準度。

3.3 聯氨檢測儀

為了對除氧后的機械進行進一步除氧，要在鍋爐中加入聯氨，聯氨檢測儀能夠對給水中的聯氨進行監督。聯氨在線監測儀采用與鈉在線儀的電極法類似的方法，結合離子選擇電極和碘量法，加藥方法使用“鈍態擴散”法。加入的碘與水樣中的聯氨發生反應，成為碘化物，碘離子選擇性電極的響應也會隨著碘化物形成的多少而改變。

4 結語

本文對常用的火電廠的水汽化學監測技術進行了簡要的分析，除了離子色譜技術、流動注射分析技術和電極在線監測技術之外，還有氦質譜技術、原子吸收法等也可以進行火電廠的水汽化學監測。在水汽化學品質監測中應用現代分析測試技術具有智能化、自動化和在線儀表化的趨勢，能夠有效、準確的對電廠的水汽化學品質進行監督。

參考文獻：

[1] 趙鐵良.循環冷卻水運行中的化學監督[J].中國高新技術企業，2011（20）.

[2] 韓小剛.論化學監督在電廠安全保障中的作用[J].科學之友，2011（06）.

[3] 白金閣，鄭江勇. 防止“四管爆破”化學監督措施[J].科技創新與應用，2012（33）.

[4] 徐騰飛.在線化學儀表在電廠水汽系統化學監督中的應用[J].技術與市場，2013（07）.

[5]曹順安，許金瑩.離子色譜測試技術在火電廠水汽化學監督中的應用與進展[J].華中電力，2001（02）：29-32.