現(xiàn)代分析測試技術(shù)在電廠水汽化學監(jiān)督中的應(yīng)用與進展

趙晶

摘 要：本文主要對電廠水汽化學監(jiān)督中常用的幾種現(xiàn)代分析測試技術(shù)進行了分析和探究，并對流動注射、離子色譜等現(xiàn)代分析技術(shù)在水汽化學監(jiān)督中的應(yīng)用、特點以及應(yīng)用前景進行了分析，在水汽化學品質(zhì)監(jiān)測中應(yīng)用現(xiàn)代分析測試技術(shù)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(zhì)進行監(jiān)督。希望能夠為電廠水汽化學監(jiān)督中現(xiàn)代分析中的測試技術(shù)的應(yīng)用提供一些有益的參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代分析測試技術(shù)；電廠水汽；化學監(jiān)督

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

1 離子色譜技術(shù)

離子色譜技術(shù)的優(yōu)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(tǒng)中低分子有機酸和無機陰離子中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的火電廠水質(zhì)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(shù)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(shù)對水汽系統(tǒng)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?！爸患铀夹g(shù)”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(tǒng)設(shè)備的腐蝕和損壞的主要雜質(zhì)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(jiān)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(yīng)用

在陽離子的測定中也可以使用離子色譜技術(shù)，雙柱離子色譜系統(tǒng)（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(tǒng)中廣泛的使用胺類物質(zhì)作為防腐劑。在存在大量胺類物質(zhì)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(shù)還可以在短時間內(nèi)對堿土金屬、堿金屬和各種胺類物質(zhì)進行分離[2]。

1.3 在過渡金屬離子中應(yīng)用離子色譜

造成設(shè)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(tǒng)來測定水汽系統(tǒng)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(shù)

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(shù)來進行動態(tài)測定，流動注射分析技術(shù)是一種微量濕化學分析技術(shù)，其優(yōu)勢在于能夠便利的實現(xiàn)在線監(jiān)測、適應(yīng)性強、試樣和試劑節(jié)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(shù)，F(xiàn)IA還可以與多種檢測技術(shù)相結(jié)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(yīng)用FIA技術(shù)

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(wěn)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(jié)合光度檢測方法和FIA技術(shù)，則可以有效的提高測定結(jié)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(wěn)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(yīng)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(yīng)形成對深藍色絡(luò)合物進行檢測。類似的還可以進行小堿度、聯(lián)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(xiàn)性，使反應(yīng)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(shù)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(zhì)指標進行測準卻又一定的困難，這是由于水質(zhì)指標會受到環(huán)境和電極性能的影響。如果能夠結(jié)合FIA技術(shù)和ISE方法，則可以解決這些問題。結(jié)合這兩種方法可以避免受到環(huán)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?qū)﹄姌O對測定基線對漂移和電極表面的記憶效應(yīng)進行消除，使電極表面的電化學活性得到保障，提高測定結(jié)果的準確度和重現(xiàn)性。

2.3 對總堿度和CO2進行測定

容量分析法是傳統(tǒng)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?qū)偺妓猁}的含量進行測定，這需要使用到流路系統(tǒng)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(jīng)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(jù)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(xiàn)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(jiān)測技術(shù)

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

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(tǒng)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(jié)合鈍化擴散試劑添加系統(tǒng)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(diào)節(jié)器和過濾器之后再進入鈍態(tài)試劑擴散瓶，流體的pH值會受到鈍態(tài)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(zhì)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(chǎn)生出來。樣品流中流入標準液流可以使含鈉的標準液產(chǎn)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(diào)節(jié)。

3.2 氯離子檢測儀

造成熱力設(shè)備腐蝕的一個重要原因就是水汽系統(tǒng)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(xiàn)應(yīng)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(jiān)測。水汽系統(tǒng)中的CI-離子主要是由凝結(jié)水精處理混床釋放的，因此要監(jiān)控其后期運行。使用CI-監(jiān)測儀能夠結(jié)合鈍態(tài)擴散藥劑添加系統(tǒng)和電極測量，無需苛刻的要求藥劑的質(zhì)量和劑量的精準度。

3.3 聯(lián)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(lián)氨，聯(lián)氨檢測儀能夠?qū)o水中的聯(lián)氨進行監(jiān)督。聯(lián)氨在線監(jiān)測儀采用與鈉在線儀的電極法類似的方法，結(jié)合離子選擇電極和碘量法，加藥方法使用“鈍態(tài)擴散”法。加入的碘與水樣中的聯(lián)氨發(fā)生反應(yīng)，成為碘化物，碘離子選擇性電極的響應(yīng)也會隨著碘化物形成的多少而改變。

4 結(jié)語

本文對常用的火電廠的水汽化學監(jiān)測技術(shù)進行了簡要的分析，除了離子色譜技術(shù)、流動注射分析技術(shù)和電極在線監(jiān)測技術(shù)之外，還有氦質(zhì)譜技術(shù)、原子吸收法等也可以進行火電廠的水汽化學監(jiān)測。在水汽化學品質(zhì)監(jiān)測中應(yīng)用現(xiàn)代分析測試技術(shù)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(zhì)進行監(jiān)督。

參考文獻：

[1] 趙鐵良.循環(huán)冷卻水運行中的化學監(jiān)督[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（20）.

[2] 韓小剛.論化學監(jiān)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(jiān)督措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（33）.

[4] 徐騰飛.在線化學儀表在電廠水汽系統(tǒng)化學監(jiān)督中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2013（07）.

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