探討火力發(fā)電廠汽水系統(tǒng)中銅的測定方法

（國家能源費縣發(fā)電有限公司，山東臨沂市，273400）曹新晶

水、汽化學(xué)分析實驗室是火電廠監(jiān)督水汽品質(zhì)的眼睛，為電廠的運行提供準確、可靠的數(shù)據(jù)。水汽系統(tǒng)銅鐵查定是化驗室的定期工作之一。通過對汽水系統(tǒng)中銅鐵的查定，可以了解和掌握水質(zhì)的變化情況，以便采取適當?shù)奶幚泶胧?/p>

銅的測定是水汽系統(tǒng)中一項重要指標。一般天然水中銅化合物的含量很低，汽水系統(tǒng)中銅化合物基本上是由于熱力設(shè)備中銅部件腐蝕所產(chǎn)生的。為了防止汽輪機通流部分積鹽，對超臨界直流鍋爐汽水系統(tǒng)中的銅含量規(guī)定≦2.0μg/L，氧化銅的增加對整個熱力設(shè)備的運行構(gòu)成很大的隱患，不利于發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行，要想消除這種隱患，除了要了解銅化合物在汽水系統(tǒng)中的行為變化，還要對銅化合物進行準確測定。化驗室通常采用的是鋅試劑分光光度法，此法測定范圍為2-30μg/L，不符合超臨界直流鍋爐中對氧化銅含量的要求，為了適應(yīng)現(xiàn)場需要，能快速、準確地得出分析結(jié)果，使用石墨爐原子吸收儀對汽水系統(tǒng)含銅量進行測定。

1 鋅試劑分光光度法測定銅含量方法中存在的問題

測試堿性水中存在的微量銅含量，大多數(shù)的實驗室首選的是分光光度法，在運用該試驗方法時通常會采用目視比色法。而銅的分光度法一般分為鋅試劑法和雙環(huán)己酮試劑萃取法，其中雙環(huán)己酮試劑萃取法雖然操作難度簡單、易上手，但也存在靈敏度低，誤差偏大的缺點而被業(yè)內(nèi)實驗室所詬病。因此該種試驗方法將不作為本文的主要討論內(nèi)容。

鋅試劑分光光度法可以得到準確的分析結(jié)果，但是其測定范圍不能滿足超臨界直流爐對痕量銅含量的測定要求，微量銅的測定方法規(guī)定用雙倍和單倍試劑空白值（即空白吸光度值E）的差減法來測出試劑空白值。此處所描述的單倍試劑量空白值Es。包括各種試劑空白值Et和水的空白值Ew，即Es=Et+Ew；而雙倍試劑空白值Ed就是各種試劑的加入量都加倍，即Ed=Ew+2Et。綜上所述可得：Ed-Es=(Ew+2Et)-(Et+Ew)=Et

同時由于藥品質(zhì)量不穩(wěn)定的原因，在微量銅的測試方法中，并未明確提出對試劑純度的要求，但為了降低存在的空白值，一般實驗室都盡量采用優(yōu)質(zhì)純度試劑作為試驗分析時所用的試劑。常用的鹽酸、檸檬酸銨、氫氧化鈉及硼砂等溶液在特定的條件下，采用優(yōu)質(zhì)純度試劑進行配制，這樣才能將存在的空白值降到最低。使其pH不能滿足顯色反應(yīng)的要求，使顯色色階不明顯，測定結(jié)果重復(fù)性差等現(xiàn)象。

用鋅試劑分光光度法測銅含量，其測定原理為：在pH為3.8-4.3的條件下，銅與鋅試劑生成藍色絡(luò)合物，用721-100分光光度計，100mm比色皿，波長600nm的條件下測定其吸光度。準備器皿（所用器皿必須用1+1硝酸浸泡）。

a、工作曲線的繪制→根據(jù)需要選擇相應(yīng)的銅標準溶液→加藥→定容→測定→線性回歸

表1 銅含量的水樣對比值測定

b、水樣測定→取樣→加鹽酸→加熱濃縮→加藥定容→測定。此方法對要求化驗人員每步操作都必須相當精細。

2 石墨爐原子吸收分光光度法

2.1 測定原理

石墨爐原子吸收光譜法是采用石墨管升至2 000℃以上，讓管內(nèi)試樣中待測元素分解成氣態(tài)的基態(tài)原子，根據(jù)其產(chǎn)生的吸收信號，計算出待測樣品中的銅含量。

2.2 試劑和儀器

石墨爐原子吸收儀，銅空心陰極燈，長壽命石墨管，自動進樣器，容量瓶，銅標準溶液10.0（μg/L）

2.3 測定條件的確定

干燥溫度120℃，30s；灰化溫度500℃，20s；原子化溫度2 100℃，3s；凈化溫度2 500℃，3s。冷卻時間45s，氬氣流量：0.2L/min。

2.4 試驗條件設(shè)置及數(shù)據(jù)打印

試驗條件設(shè)置完成后，將盛有高純水的取樣杯放在自動取樣器的相應(yīng)位置，將盛有銅標液的樣杯放在相應(yīng)位置，根據(jù)設(shè)置的序列放置相應(yīng)的樣杯。

樣品放置完成后，開機（主機、計算機、氬氣、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)）→進入原子吸收分析系統(tǒng)→建立分析方法并保存→點開始分析并保存數(shù)據(jù)（同時監(jiān)測分析數(shù)據(jù)）→打印數(shù)據(jù)→關(guān)機（與開機順序相反）。

2.5 使用過程中的注意事項

實驗正式開始之前要做好石墨管和進樣針的微調(diào)，使得進樣針的尖端在石墨管的中間。在配制溶液時，必須使用高純水。否則會使空白值偏大，測定結(jié)果不準確。為了防止試樣及石墨管老化，試驗過程中需要在不斷通入氬氣的情況下進行升溫。其最大優(yōu)點是試樣的原子化效率高。

3 方法驗證

為了驗證本方法的準確度，做了對照實驗。

把已知銅含量的水樣用石墨爐原子吸收儀測其含量，將其結(jié)果與標準值進行比較，結(jié)果如表1所示。

通過對以上測量結(jié)果的來看，濃度為1.0μg/L的水樣的相對誤差較大，后經(jīng)多次試驗發(fā)現(xiàn)，石墨管在做完曲線后，因最后一個樣品濃度較高，樣品在石墨管上有殘留，造成第一個樣品測定值偏高，后經(jīng)在序列中增加一個空白樣品的方法將此問題解決?？梢姡珷t原子吸收儀在測定痕量銅含量方面準確度較高，穩(wěn)定性、重現(xiàn)性較好。

4 結(jié)論

用石墨爐原子吸收儀替代鋅試劑分光光度法測定汽水系統(tǒng)中痕量銅，只需取好水樣后，設(shè)置好原子吸收儀的工作條件，即可開始工作，整個過程就可自動完成。此法操作簡單，靈敏度較鋅試劑分光光度法高，通常是火焰原子吸收的10～200倍，對于樣品較多且人員較少的電廠特別適用，準確度較高，重現(xiàn)性較好，適應(yīng)現(xiàn)場測定的需要。