電廠水質分析中銅的測定方法及運用分析

國家能源集團泰州發電有限公司 周 娟

在火電廠實際生產運行過程中，需要對電廠水質展開分析工作，嚴格按照水汽質量標準進行檢驗，其中需要對水汽和蒸汽當中的銅含量進行測定，一旦銅離子含量超出標準則會導致有銅垢生成。金屬表面和銅垢沉積物之間具有一定的電位差異，這會導致金屬局部位置出現腐蝕現象，具體表現為坑蝕，容易造成相關的金屬穿孔或者爆裂等問題，具有較大的危害性。所以相關工作人員需要對水中銅含量進行嚴格控制，從而避免鍋爐出現腐蝕問題。

目前銅離子的測量周期通常為系統查定時分析，采取一周一次的測量頻率，但在有銅含量超標情況出現后，則需要縮短化驗周期，有效開展跟蹤試驗，對銅含量超標情況的產生原因進行分析，并有針對性的采取措施進行解決。與此同時，還需要對先進準確快捷的水質分析方法進行采用，從而有效滿足水質分析要求。

現如今，隨著火電廠的機組裝機容量不斷增大，對水質也提出了更為嚴格的要求，尤其對銅的測定更是十分重要的一項內容。對此，相關工作人員在分析電廠水質時，需要合理采取測定方法，對水汽當中的銅離子含量進行準確分析，從而全面提高水質分析和化驗水平，進一步保證水質滿足電廠生產需求。本文針對電廠水質分析中銅的測定方法進行分析，具體介紹了四種測定方法，并針對運用進行闡述，希望能夠為相關工作人員起到一些參考和借鑒。

1 方法一

在對電廠水質進行分析時，對于低含量水質往往很難保證分析工作的準確性，也很難準確測定微量銅，因此需要對銅測定方法加大研究力度，本文分別介紹了四種不同的低銅測定方法，具體如下：首先，針對第一方法進行分析，該測定方法需要對BT-99型銅離子分析儀設備進行使用，其測定原理主要為，二價銅離子和雙環已酮草酰二腙可在堿性溶液當中形成天藍色絡合物，其最大吸收波長可達到600nm。

1.1 工作曲線繪制

將銅測定溶液在一組100mL 的容量瓶當中進行注入，然后使用高純水進行稀釋，一直到刻度搖勻[1]。然后將銅標準溶液在200mL 燒杯當中進行注入，并向其中補加高純水，從而使其體積達到100mL、并搖勻。在容量瓶和燒杯當中各自加入1mL 濃鹽酸，加熱濃縮一直到體積略小于50mL，在冷卻后將其移入到50mL 容量瓶當中，使用高純水進行稀釋，一直達到刻度。

相關操作人員需要將其依次在原200mL 燒杯當中進行移入，并對10mL10%的檸檬酸三銨溶液進行加入和混勻。然后將0.5mL0.005%的中性紅指示劑在其中加入，使用氫氧化鈉溶液，使中性紅指示劑能夠由紅色逐漸向黃色進行轉變，最后向其中加入10mL 的硼砂緩沖液。在充分混勻之后，需在其中加入1mL 的雙環己酮草酰二腙溶液，使用分光光度計對其吸光度進行測定。對于測得的吸光度，需對編號為“0”的空白值進行扣除，然后與銅含量對工作曲線進行繪制[2]。

1.2 水樣的測定

首先需對100mL 水樣進行量取，然后在200mL燒杯當中放入，向其中加入1mL 濃鹽酸，通過加熱濃縮使其體積達到略小于50mL。在冷卻之后則需要將其轉移到50mL 容量瓶當中，使用高純水進行稀釋，在達到刻度后移入到原來的200mL 燒杯當中。相關工作人員需按照繪制的工作曲線順序對各試劑進行加入并發色，然后采用分光光度計對其吸光度進行測定[3]。

表1 銅標準溶液配制表

其次，需作單倍試劑和雙倍試劑與單倍試劑空白值的差，將其作為試劑空白值。

最后，通過將測得水樣的吸光度扣除試劑空白值，并對工作曲線進行查看，可得到水樣當中的含銅量。對此種方法進行采用，可對低銅含量進行檢測，但由于其操作步驟相對繁瑣，要耗費大量時間。與此同時顯色液缺乏穩定性，因此標準曲線的繪制難度較大。儀表自身測量品質不夠穩定，所得到的的數據缺乏規律性，在重新配置藥品后需要對儀器進行標定，這使工作量有所增加。

2 方法二

該種測定方法使用BT-99型銅離子分析儀。測定原理為，銅和鋅試劑在PH 為3.5～4.8條件下會生成藍色絡合物，其最大吸收波長為600nm。

2.1 工作曲線繪制

首先將銅溶液在一組100mL 容量瓶當中注入，可結合水樣當中銅含量對更小范圍的工作曲線進行制作。在該組容量瓶當中各自加入濃鹽酸8mL，并要加入1級試劑水，從而使其體積達到50mL，然后進行搖勻。

其次依次在容量瓶當中計入0.2mL 的鋅試劑溶液，并進行發色處理，使用1級試劑水進行稀釋、一直達到刻度，然后搖勻。

最后使用100mL 長比色皿，在波長600nm 的條件下對吸光度進行測定，并要對銅含量和吸光度之間的關系曲線進行繪制。

2.2 水樣的測定

首先，需將取樣瓶使用溫熱濃鹽酸進行洗滌，然后采用1級試劑水進行充分洗凈，之后再向取樣瓶當中加入濃鹽酸，按照每500mL 水樣加2mL 濃鹽酸，最后直接取水樣并搖勻。

其次，需取200mL 水樣，當銅含量超過50ug/L時則需將取樣量適當減少，并使用1級試劑水進行稀釋、一直到200mL，然后將其注入到300mL 的錐形瓶當中，向其中加入8mL 濃鹽酸，最后小心加熱濃縮一直到20～40mL；再次，在溶液冷卻之后，需將其在100mL 容量瓶當中全部轉移，并向其中加入25mL 乙酸銨溶液以及2mL 酒石酸溶液，將PH 調節到3.5～4.8.

最后，需要向其中準確加入0.2mL 鋅試劑溶液并進行發色，使用1級試劑水進行稀釋，并采用100毫米長比色皿在波長600nm 條件下對吸光度進行測定，最后對銅含量進行測定。

采取此測定方法可對低含量銅進行測定，但也存在一定的缺點，此方法當中所采用的鋅試劑不容易溶解，而且保質期只有5天，因此在每周系統查定前需要現配現用。與此同時，此方法所使用的乙酸銨調節溶液PH 值把握難度較大。在取200mL 水樣進行加熱濃縮時，其速度相對較慢，極耗費時間。而且在水樣當中對8mL 濃鹽酸進行加大，濃縮時會導致實驗室產生大量酸霧，進而威脅到人體健康[4]。

3 方法三

該方法所采用的的儀器為DR5000，同時還需要對儀器自帶的測定藥品進行使用。在具體測定銅含量時，需要按照以下步驟。

首先，需要將電源接通，然后儀器開始自檢；其次，按鍵H，對銅離子測定程序進行選擇，然后按下ENTER 鍵；再次，分別在兩個一英寸比色杯當中加入10mL 樣品，并將編號為26034-49的藥劑在其中一個比色杯當中加入，將其搖勻后作為相應的空白樣。然后在兩個樣品池當中分別加入一包編號為26035-49的藥劑并搖勻。之后需要在兩個樣品池當中分別加入一包編號為26036-49的藥劑并搖勻。在完成上述操作之后，則需要進行測量，并在測量技術后退出程序；最后將電源關閉。

此方法的測定程序相對比較簡單和方便，但所測得的數據缺乏穩定性，每次測定的數據往往有著很大差距。這與藥品每次使用的含量不同有關，進而降低了精確性[5]。

4 方法四

該測定方法采用的儀器為DR5000，測定原理為銅離子和雙環己酮草酰二腙在PH 為8.5～9.2條件下會反應生成天藍色絡合物，其最大吸收波長為600nm。

工作曲線繪制。首先需對銅標準溶液使用移液管分別進行移取，溶液量為0.5mL～20mL，然后將其放入到一組燒杯當中，之后向其中加入檸檬酸氫二胺溶液5mL 并搖勻；其次，需要向其中加入5mL 雙環己酮草酰二腙溶液，并滴加氨水對PH 值進行調節，使其維持在8.5～9.2；再次，需要分別移入到50mL 的容量瓶當中并加水定容，一直到刻度搖勻，放置一段時間。將試劑空白作為參比，并在波長600nm 條件下使用100毫米比色皿對吸光度進行測定；最后，需要對銅含量和吸光度工作曲線進行繪制。

水樣的測定。首先，需要按照相關規定采取水樣，并對100mL 水樣進行量取，將其在300mL 高型燒杯當中進行注入，然后向其中加入1mL 濃鹽酸，在小心煮沸之后使溶液量能夠一直濃縮到30mL；其次，需要在溶液溫度冷卻到室溫之后進行相應的操作步驟。以試劑空白作為具體參比，并有效測定吸光度；最后，需要根據測得的吸光度對銅含量進行計算。

通過相關實踐研究后發現，此方法所測量的結果相對準確，需要配制的藥品數量也相對較少，因此操作比較簡單、快捷，所得到的數據也十分穩定。

5 方法五

在對電廠水汽品質進行監督時，需要做好具體的水汽化學分析試驗，以此來為電廠的安全穩定運行提供參考數據。而對于相關化驗室而言，水汽系統的銅鐵查定是一項定期工作，可對水質的變化情況及時進行了解，從而采取相應的處理措施。

具體而言，在水系系統當中，銅的測定是一項關鍵指標。通常來說，天然水當中的銅化物含量相對較低，而汽水系統中銅化合物主要由相關設備銅部件被腐蝕后產生。為了避免電廠汽輪機的通流部位出現積鹽現象，需要對汽水系統中的銅含量進行準確測定，否則將會影響到熱力系統的安全穩定運行，進而對發電機組的實際運行水平產生影響。而想要使這種隱患得到有效消除，不僅要對汽水系統中銅化合物的行為變化進行了解，還需要準確測定銅化合物。對此，本文提出石墨爐原子吸收分光光度法，通過采取此方法可對銅含量進行準確測定。

測定原理。針對石墨爐原子吸收光譜法進行分析，將石墨管的溫度升高到2000℃以上，試管中試樣待測元素能夠有效分解成氣態的相應基態原子，并結合其吸收信號對待測樣品當中的銅含量進行計算。

試劑和儀器。在具體檢測時，需要使用到長壽命石墨管、銅空心陰極燈、石墨爐原子吸收儀、容量瓶、自動進樣器以及銅標準溶液。

測定條件。具體包括：首先，干燥溫度需要達到120℃，時間為30秒；其次，灰化溫度需要達到500℃，其時間需要達到20秒。而原子化溫度則需要達到2100℃，時間為三秒；最后，凈化溫度需要達到2500℃，時間同樣為三秒。除此以外，冷卻時間需要控制在45秒。

試驗條件設置及數據打印。在完成具體的實驗條件設置后，需要在自動取樣器相應位置放置裝有高純水的取樣杯，同時還需要放好裝有銅標液的樣杯，并結合具體序列的設置對樣杯進行放置。在完成樣品放置后，需要開機并進入到原子吸收分析系統當中，對分析方法進行建立和保存，然后進行具體分析，并要將數據有效保存和打印，最后關機。

方法驗證。為了對該方法的準確度進行驗證，需要進行具體的對照實驗。將已知銅含量的水樣，采用吸收儀對其含量進行測定，并對比標準值。從得到的測量結果進行分析，當水樣濃度達到1.0ug/L 時具有較大誤差。在這之后又分別開展了多次實驗，可發現石墨爐原子吸收儀在對痕量銅含量進行測定時具有較高的準確度，而且還有著良好的重現性與穩定性。

綜上，通過對比以上四種測定方法可發現，想要充分保證試驗數據的準確性，一方面要保證正確選擇試驗方法，另一方面還應配套使用實驗儀器，從而得到理想試驗數據。針對微量銅檢測更要加大注意，由于水樣當中的銅含量相對較少，而加入藥品中也含有不同程度的銅，這對測定結果也產生了一定影響，容易有誤差問題出現。對此，需要針對微量銅的測定方法進行探索，從而使水質得到準確、有效的監督，充分保證數據的可靠性和有效性，使火電廠機組能夠保持安全穩定運行，提高機組防腐能力，從而促進我國電力行業的健康發展。