电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及系统和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电厂水汽的检测，具体的说，涉及一种电厂水汽中痕量铁离子自动快 速检测方法及系统和应用。
【背景技术】
[0002] 电厂水汽系统的铁含量是一个非常重要的监控指标，其是评价运行机组热力系统 腐蚀、结垢状况的重要依据，是电厂日常生产定期监控指标之一。
[0003]目前，测定电力生产给水、炉水中全铁的方法为邻菲罗啉分光光度法（GB/T 14427-2008)和石墨炉原子吸收法（DL/T955-2005)。邻菲罗啉分光光度法为传统手工分 析方法，该方法操作繁杂，分析效率低，水样消解过程中会产生酸雾，对工作环境和人体健 康造成危害。而石墨炉原子吸收法使用的仪器造价昂贵，操作维护要求高。
[0004] 以下将详细介绍几种本领域常用的测定铁含量的方法。
[0005] 1、锅炉用水和冷却水分析方法（GB/T14427-2008)
[0006] 该分析方法采用邻菲罗啉分光光度法测定铁的含量。Fe(II)菲啰啉络合物在pH 为2. 5-9. 0是稳定的，其颜色的强度与Fe(II)存在量成正比。在铁浓度为5.Omg/L以下时， 浓度与吸光度呈线性关系。最大吸光值在510nm波长处。但是该方法为人工检测方法，试 样在操作容器中会进行多次转移，从而会影响测试结果的准确性和可靠性，且该方法消耗 的水样量和试剂量均较大，造成水样和试剂的浪费。
[0007] 2、石墨炉原子吸收法测定火力发电厂水、汽中的铜铁（DL/T955-2005)
[0008] 石墨炉原子吸收法，其检测线为0-100μg/L，该方法的测定下限低于现代机组水 汽全铁最新标准值，这满足现有的技术要求，但是由于石墨炉原子吸收法的仪器造价昂贵， 性能可靠的进口仪器单价达约60万元，且操作维护要求高，对人员素质要求较高，电厂应 用较少。
[0009] 3、FIA-TPTZ分光光度法测定水中全铁
[0010] 此方法是基于Fe(II)与2, 4, 6-三（2-吡啶基）-1，3, 5-三嗪（TPTZ)的络合反应 和流动注射技术建立的分析方法，该方法的检出限为22. 7μg/L，其测定下限不能满足现代 机组水汽全铁最新标准值（5μg/L)，因此，该方法不适用于电厂水汽中痕量铁的监测。
[0011] 基于流动注射技术与分光光度检测技术相结合研发的检测方法较多，例如采用 流动注射分光光度法在线分析水中的总铁含量，其检出限为40μg/L，其测定下限不能满 足现代机组水汽全铁最新标准值（5μg/L);采用流动注射分光光度法同时测定Fe(II)和 Fe(III)，其检出限分别为0. 0012μg/L和0. 0018μg/L，该方法采用的是单阀双带镀镉锌 片还原柱带隔离的阀体流路，流路系统复杂，也不适于电厂的使用。
[0012] 4、催化动力学光度法测定汽水中铁
[0013] 此类检测方法需要选择一个线性范围合适的催化氧化体系，同时，由于催化动力 学光度法需要手动控制时间以完成升温、降温过程，因此该方法的抗干扰能力差，温度和时 间对测定结果影响较大，实现在线监测要求比较高。
[0014] 5、化学发光法测定痕量和超痕量铁
[0015] 就目前研究水平而言，该方法的技术稳定性较差，测定数据稳定性不高，如若大面 积应用该方法，必须要有自动化程度较高、灵敏度、稳定性更好的仪器，因此该方法的技术 路线不成熟，不能作为国标方法推广应用。
[0016] 6、荧光法测定痕量铁
[0017] 由于铁具有顺磁性，因此本领域很少采用该方法来测定水中铁含量，通常是反其 道而行之，应用荧光猝灭的方法间接测定铁含量，但是该方法在实现上，需要应用双波长， 一则激发，一则测定，比较繁琐，势必增加在线监测实现的难度，并且该方法测定线性范围 较窄，该方法在测铁方面，扩展潜力不大。
[0018] 由此可见，开发一种自动、快速、准确、可靠、易于实现在线化、可操作性强的电厂 水汽（或其他水体系）中痕量铁离子的分析检测方法非常必要。
[0019] 流动注射分析技术（FlowInjectionAnalysis，简称FIA)是基于物理不平衡和化 学不平衡而进行的动态测定微量湿化学分析技术。该技术的突出特点是分析速度快、精度 高、节省试剂和试样、适用性广、设备和操作简单、使用方便和易于实现在线监测，它是实现 溶液化学分析自动化和研究化学理论的有效手段。FIA与分光光度法相结合，在痕量分析 化学中的已占相当大比重，FIA技术极高的样品处理效率及高度重现的自动化操作，可以将 样品的检测实现在线化，使整个分析过程在密闭体系中完成。FIA-分光光度法在线分析方 法，避免了试样在操作容器中的多次转移，从而大大减少了人为误差，而且节省了试样与试 剂，操作更方便、简洁。更重要的是，这种自动在线分析方法，整个分析检测系统始终处于自 动工作状态，工作站实时记录检测基线，定量客观的反应了检测结果，从而消除了手工操作 的不确定因素，提高了检测数据的可靠性和准确性。
【发明内容】
[0020] 为解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种电厂水汽中痕量铁离子自动快 速检测方法。
[0021] 本发明的另一个目的在于提供所述电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法在 电厂水汽中痕量铁离子检测中的应用。
[0022] 本发明的再一个目的在于提供一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统。
[0023] 为达上述目的，本发明提供了一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统，该 系统包括还原试剂瓶1、显色试剂瓶2、缓冲液瓶3、载流瓶4、水样瓶5、流动注射分析仪9、 组合模块10、Y型三通11、显色反应盘管13、还原反应盘管14及检测器15 ;其中所述流动 注射分析仪9包括主栗6、副栗7、八通道采样阀8及采样环12 ;
[0024] 其中，当该系统处于采样状态时，所述还原试剂瓶1通过管路经由主栗6与组合模 块10的第一端口cl相连；
[0025] 所述显色试剂瓶2、缓冲液瓶3通过管路经由主栗6在Y型三通11汇合后再通过 管路与组合模块10的第五端口C5相连；
[0026] 所述载流瓶4通过管路经由副栗7与八通道采样阀8的外圈第二端口d2相连，八 通道采样阀8的内圈第二端口e2通过管路与内圈第八端口e8相连，八通道采样阀8的外 圈第八端口d8通过管路与组合模块10的第二端口c2相连；
[0027] 所述水样瓶5通过管路经由副栗7与八通道采样阀8的外圈第七端口d7相连，八 通道采样阀8的内圈第七端口e7经由采样环12与内圈第一端口el相连；
[0028] 所述组合模块10的第四端口c4通过还原反应盘管14与组合模块10的第三端口 c3相连；
[0029] 所述组合模块10的第六端口c6通过管路与显色反应盘管13的入口相连，显色反 应盘管13的出口通过管路与检测器15相连；
[0030] 当该系统处于注入状态时，所述还原试剂瓶1通过管路经由主栗6与组合模块10 的第一端口cl相连；
[0031] 所述显色试剂瓶2、缓冲液瓶3通过管路经由主栗6在Y型三通11汇合后再通过 管路与组合模块10的第五端口C5相连；
[0032] 所述载流瓶4通过管路经由副栗7与八通道采样阀8的外圈第二端口d2相连，八 通道采样阀8的内圈第一端口el经由采样环12与内圈第七端口e7相连，八通道采样阀8 的外圈第八端口d8通过管路与组合模块10的第二端口c2相连；
[0033] 所述水样瓶5通过管路经由副栗7与八通道采样阀8的外圈第七端口d7相连；
[0034] 所述组合模块10的第四端口c4通过还原反应盘管14与组合模块10的第三端口 c3相连；
[0035] 所述组合模块10的第六端口c6通过管路与显色反应盘管13的入口相连，显色反 应盘管13的出口通过管路与检测器15相连。
[0036] 根据本发明所述的系统，本发明所用的八通道采样阀8为本领域常规的采样阀， 该八通道采样阀8包括十六个端口，即外圈第一端口dl、外圈第二端口d2、外圈第三端口 d3、外圈第四端口d4、外圈第五端口d5、外圈第六端口d6、外圈第七端口d7及外圈第八端口 d8；
[0037] 内圈第一端口el、内圈第二端口e2、内圈第三端口e3、内圈第四端口e4、内圈第五 端口e5、内圈第六端口e6、内圈第七端口e7及内圈第八端口e8。
[0038] 根据本发明所述的系统，优选地，所述管路的内径为0.5mm;可以理解的是，这里 所述的管路为本发明各组件之间连接的全部管路，即水样、还原试剂、显色试剂、缓冲液及 载流所流经的管路。
[0039] 根据本发明所述的系统，优选地，所述还原反应盘管14的长度为6_160cm;
[0040] 所述还原反应盘管14的长度更优选为5-20cm。
[0041] 根据本发明所述的系统，优选地，所述显色反应盘管13的长度为100-390cm，内径 为 0· 5mm〇
[0042] 根据本发明所述的系统，优选地，所述八通道采样阀8为在采样状态能使水样由 水样瓶5通过管路经由副栗7自下而上进入采样环12,载流由载流瓶4通过管路经由副栗 7