电厂水质分析中铜的测定方法及运用分析

国家能源集团泰州发电有限公司 周 娟

在火电厂实际生产运行过程中，需要对电厂水质展开分析工作，严格按照水汽质量标准进行检验，其中需要对水汽和蒸汽当中的铜含量进行测定，一旦铜离子含量超出标准则会导致有铜垢生成。金属表面和铜垢沉积物之间具有一定的电位差异，这会导致金属局部位置出现腐蚀现象，具体表现为坑蚀，容易造成相关的金属穿孔或者爆裂等问题，具有较大的危害性。所以相关工作人员需要对水中铜含量进行严格控制，从而避免锅炉出现腐蚀问题。

目前铜离子的测量周期通常为系统查定时分析，采取一周一次的测量频率，但在有铜含量超标情况出现后，则需要缩短化验周期，有效开展跟踪试验，对铜含量超标情况的产生原因进行分析，并有针对性的采取措施进行解决。与此同时，还需要对先进准确快捷的水质分析方法进行采用，从而有效满足水质分析要求。

现如今，随着火电厂的机组装机容量不断增大，对水质也提出了更为严格的要求，尤其对铜的测定更是十分重要的一项内容。对此，相关工作人员在分析电厂水质时，需要合理采取测定方法，对水汽当中的铜离子含量进行准确分析，从而全面提高水质分析和化验水平，进一步保证水质满足电厂生产需求。本文针对电厂水质分析中铜的测定方法进行分析，具体介绍了四种测定方法，并针对运用进行阐述，希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。

1 方法一

在对电厂水质进行分析时，对于低含量水质往往很难保证分析工作的准确性，也很难准确测定微量铜，因此需要对铜测定方法加大研究力度，本文分别介绍了四种不同的低铜测定方法，具体如下：首先，针对第一方法进行分析，该测定方法需要对BT-99型铜离子分析仪设备进行使用，其测定原理主要为，二价铜离子和双环已酮草酰二腙可在碱性溶液当中形成天蓝色络合物，其最大吸收波长可达到600nm。

1.1 工作曲线绘制

将铜测定溶液在一组100mL 的容量瓶当中进行注入，然后使用高纯水进行稀释，一直到刻度摇匀[1]。然后将铜标准溶液在200mL 烧杯当中进行注入，并向其中补加高纯水，从而使其体积达到100mL、并摇匀。在容量瓶和烧杯当中各自加入1mL 浓盐酸，加热浓缩一直到体积略小于50mL，在冷却后将其移入到50mL 容量瓶当中，使用高纯水进行稀释，一直达到刻度。

相关操作人员需要将其依次在原200mL 烧杯当中进行移入，并对10mL10%的柠檬酸三铵溶液进行加入和混匀。然后将0.5mL0.005%的中性红指示剂在其中加入，使用氢氧化钠溶液，使中性红指示剂能够由红色逐渐向黄色进行转变，最后向其中加入10mL 的硼砂缓冲液。在充分混匀之后，需在其中加入1mL 的双环己酮草酰二腙溶液，使用分光光度计对其吸光度进行测定。对于测得的吸光度，需对编号为“0”的空白值进行扣除，然后与铜含量对工作曲线进行绘制[2]。

1.2 水样的测定

首先需对100mL 水样进行量取，然后在200mL烧杯当中放入，向其中加入1mL 浓盐酸，通过加热浓缩使其体积达到略小于50mL。在冷却之后则需要将其转移到50mL 容量瓶当中，使用高纯水进行稀释，在达到刻度后移入到原来的200mL 烧杯当中。相关工作人员需按照绘制的工作曲线顺序对各试剂进行加入并发色，然后采用分光光度计对其吸光度进行测定[3]。

表1 铜标准溶液配制表

其次，需作单倍试剂和双倍试剂与单倍试剂空白值的差，将其作为试剂空白值。

最后，通过将测得水样的吸光度扣除试剂空白值，并对工作曲线进行查看，可得到水样当中的含铜量。对此种方法进行采用，可对低铜含量进行检测，但由于其操作步骤相对繁琐，要耗费大量时间。与此同时显色液缺乏稳定性，因此标准曲线的绘制难度较大。仪表自身测量品质不够稳定，所得到的的数据缺乏规律性，在重新配置药品后需要对仪器进行标定，这使工作量有所增加。

2 方法二

该种测定方法使用BT-99型铜离子分析仪。测定原理为，铜和锌试剂在PH 为3.5～4.8条件下会生成蓝色络合物，其最大吸收波长为600nm。

2.1 工作曲线绘制

首先将铜溶液在一组100mL 容量瓶当中注入，可结合水样当中铜含量对更小范围的工作曲线进行制作。在该组容量瓶当中各自加入浓盐酸8mL，并要加入1级试剂水，从而使其体积达到50mL，然后进行摇匀。

其次依次在容量瓶当中计入0.2mL 的锌试剂溶液，并进行发色处理，使用1级试剂水进行稀释、一直达到刻度，然后摇匀。

最后使用100mL 长比色皿，在波长600nm 的条件下对吸光度进行测定，并要对铜含量和吸光度之间的关系曲线进行绘制。

2.2 水样的测定

首先，需将取样瓶使用温热浓盐酸进行洗涤，然后采用1级试剂水进行充分洗净，之后再向取样瓶当中加入浓盐酸，按照每500mL 水样加2mL 浓盐酸，最后直接取水样并摇匀。

其次，需取200mL 水样，当铜含量超过50ug/L时则需将取样量适当减少，并使用1级试剂水进行稀释、一直到200mL，然后将其注入到300mL 的锥形瓶当中，向其中加入8mL 浓盐酸，最后小心加热浓缩一直到20～40mL；再次，在溶液冷却之后，需将其在100mL 容量瓶当中全部转移，并向其中加入25mL 乙酸铵溶液以及2mL 酒石酸溶液，将PH 调节到3.5～4.8.

最后，需要向其中准确加入0.2mL 锌试剂溶液并进行发色，使用1级试剂水进行稀释，并采用100毫米长比色皿在波长600nm 条件下对吸光度进行测定，最后对铜含量进行测定。

采取此测定方法可对低含量铜进行测定，但也存在一定的缺点，此方法当中所采用的锌试剂不容易溶解，而且保质期只有5天，因此在每周系统查定前需要现配现用。与此同时，此方法所使用的乙酸铵调节溶液PH 值把握难度较大。在取200mL 水样进行加热浓缩时，其速度相对较慢，极耗费时间。而且在水样当中对8mL 浓盐酸进行加大，浓缩时会导致实验室产生大量酸雾，进而威胁到人体健康[4]。

3 方法三

该方法所采用的的仪器为DR5000，同时还需要对仪器自带的测定药品进行使用。在具体测定铜含量时，需要按照以下步骤。

首先，需要将电源接通，然后仪器开始自检；其次，按键H，对铜离子测定程序进行选择，然后按下ENTER 键；再次，分别在两个一英寸比色杯当中加入10mL 样品，并将编号为26034-49的药剂在其中一个比色杯当中加入，将其摇匀后作为相应的空白样。然后在两个样品池当中分别加入一包编号为26035-49的药剂并摇匀。之后需要在两个样品池当中分别加入一包编号为26036-49的药剂并摇匀。在完成上述操作之后，则需要进行测量，并在测量技术后退出程序；最后将电源关闭。

此方法的测定程序相对比较简单和方便，但所测得的数据缺乏稳定性，每次测定的数据往往有着很大差距。这与药品每次使用的含量不同有关，进而降低了精确性[5]。

4 方法四

该测定方法采用的仪器为DR5000，测定原理为铜离子和双环己酮草酰二腙在PH 为8.5～9.2条件下会反应生成天蓝色络合物，其最大吸收波长为600nm。

工作曲线绘制。首先需对铜标准溶液使用移液管分别进行移取，溶液量为0.5mL～20mL，然后将其放入到一组烧杯当中，之后向其中加入柠檬酸氢二胺溶液5mL 并摇匀；其次，需要向其中加入5mL 双环己酮草酰二腙溶液，并滴加氨水对PH 值进行调节，使其维持在8.5～9.2；再次，需要分别移入到50mL 的容量瓶当中并加水定容，一直到刻度摇匀，放置一段时间。将试剂空白作为参比，并在波长600nm 条件下使用100毫米比色皿对吸光度进行测定；最后，需要对铜含量和吸光度工作曲线进行绘制。

水样的测定。首先，需要按照相关规定采取水样，并对100mL 水样进行量取，将其在300mL 高型烧杯当中进行注入，然后向其中加入1mL 浓盐酸，在小心煮沸之后使溶液量能够一直浓缩到30mL；其次，需要在溶液温度冷却到室温之后进行相应的操作步骤。以试剂空白作为具体参比，并有效测定吸光度；最后，需要根据测得的吸光度对铜含量进行计算。

通过相关实践研究后发现，此方法所测量的结果相对准确，需要配制的药品数量也相对较少，因此操作比较简单、快捷，所得到的数据也十分稳定。

5 方法五

在对电厂水汽品质进行监督时，需要做好具体的水汽化学分析试验，以此来为电厂的安全稳定运行提供参考数据。而对于相关化验室而言，水汽系统的铜铁查定是一项定期工作，可对水质的变化情况及时进行了解，从而采取相应的处理措施。

具体而言，在水系系统当中，铜的测定是一项关键指标。通常来说，天然水当中的铜化物含量相对较低，而汽水系统中铜化合物主要由相关设备铜部件被腐蚀后产生。为了避免电厂汽轮机的通流部位出现积盐现象，需要对汽水系统中的铜含量进行准确测定，否则将会影响到热力系统的安全稳定运行，进而对发电机组的实际运行水平产生影响。而想要使这种隐患得到有效消除，不仅要对汽水系统中铜化合物的行为变化进行了解，还需要准确测定铜化合物。对此，本文提出石墨炉原子吸收分光光度法，通过采取此方法可对铜含量进行准确测定。

测定原理。针对石墨炉原子吸收光谱法进行分析，将石墨管的温度升高到2000℃以上，试管中试样待测元素能够有效分解成气态的相应基态原子，并结合其吸收信号对待测样品当中的铜含量进行计算。

试剂和仪器。在具体检测时，需要使用到长寿命石墨管、铜空心阴极灯、石墨炉原子吸收仪、容量瓶、自动进样器以及铜标准溶液。

测定条件。具体包括：首先，干燥温度需要达到120℃，时间为30秒；其次，灰化温度需要达到500℃，其时间需要达到20秒。而原子化温度则需要达到2100℃，时间为三秒；最后，净化温度需要达到2500℃，时间同样为三秒。除此以外，冷却时间需要控制在45秒。

试验条件设置及数据打印。在完成具体的实验条件设置后，需要在自动取样器相应位置放置装有高纯水的取样杯，同时还需要放好装有铜标液的样杯，并结合具体序列的设置对样杯进行放置。在完成样品放置后，需要开机并进入到原子吸收分析系统当中，对分析方法进行建立和保存，然后进行具体分析，并要将数据有效保存和打印，最后关机。

方法验证。为了对该方法的准确度进行验证，需要进行具体的对照实验。将已知铜含量的水样，采用吸收仪对其含量进行测定，并对比标准值。从得到的测量结果进行分析，当水样浓度达到1.0ug/L 时具有较大误差。在这之后又分别开展了多次实验，可发现石墨炉原子吸收仪在对痕量铜含量进行测定时具有较高的准确度，而且还有着良好的重现性与稳定性。

综上，通过对比以上四种测定方法可发现，想要充分保证试验数据的准确性，一方面要保证正确选择试验方法，另一方面还应配套使用实验仪器，从而得到理想试验数据。针对微量铜检测更要加大注意，由于水样当中的铜含量相对较少，而加入药品中也含有不同程度的铜，这对测定结果也产生了一定影响，容易有误差问题出现。对此，需要针对微量铜的测定方法进行探索，从而使水质得到准确、有效的监督，充分保证数据的可靠性和有效性，使火电厂机组能够保持安全稳定运行，提高机组防腐能力，从而促进我国电力行业的健康发展。