鍋爐原水通常含有較多雜質，其中含有的鎂離子和鈣離子代表了水的硬度，會導致鍋爐結垢的情況。在運行時，鍋爐原水蒸發(fā)導致其鍋水進一步濃縮，形成水垢，這又降低鍋爐受熱面?zhèn)鳠岬男?，引起燃料浪費，嚴重的還會導致鍋筒鼓包[1]。水管爆管的后果，形成嚴重的安全隱患。這些隱患使得鍋爐水質不合格，其不符合GB/T1576-2018《工業(yè)鍋爐水質》、GB/T12145-2016《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量》要求和標準[2]。這也決定了工作人員必須重視鍋爐水質的檢測，保證其安全運行。而在現(xiàn)有的鍋爐水質檢工作中，大多數(shù)人員依舊應用傳統(tǒng)的測定離子含量技術，這種技術在操作上比較繁瑣，靈敏度不高，還大大增加人力成本與時間成本，產生較多化學試劑廢液。越來越多學者提倡應用離子色譜法對工業(yè)循環(huán)冷卻水或鍋爐水進行測定，檢測其中的氯、氟、亞硝酸根、硫酸根等，這種方法應用下整個操作的自動化程度提升了，與傳統(tǒng)的相比還能對多種陰離子進行測定，大幅度提高工作效率。

1.鍋爐水質檢測項目

現(xiàn)階段，對鍋爐水質的檢測項目主要包括以下幾點：pH值、溶解固形物、氯離子、堿度、含氧量、硬度等等。其中，堿度表示水中能夠接受氫離子的能力，有一定的堿度不但能夠預防酸性腐蝕，便于將有雜質的污垢排出并提高速度。但也要注意不能堿度過高，否則會使得堿腐蝕。因此鍋水需要有一定的pH值與堿度。而氯離子則為水中常有的陰離子，其具有較強極化度，會加速腐蝕的速度，因此對氯離子含量進行測定能反映出鍋爐水品質。另外水中還會有氧元素導致氧腐蝕，測定的指標中有氧含量?？v觀鍋爐水質的測定指標重要的是硬度，這是鈣離子與鎂離子總和，一般來說，鍋爐結成水垢概率與水硬度相關，硬度越大，概率越高，工作人員要重點檢測硬度[3]。

2.傳統(tǒng)水質檢測技術

2.1檢測硬度

硬度的檢測要取樣，加入氨-氯化銨緩沖溶液，再加入指示劑，待水樣顏色呈現(xiàn)藍色后，代表沒有硬度。如果是紫紅色，則代表有硬度，工作人員再應用EDTA標準溶液滴定水樣，直到水樣為藍色，后記錄EDTA使用量，計算出硬度的含量。

2.2檢測氯離子

取樣后滴入酚酞試劑，如果水樣呈紅色，則加入硫酸溶液，待水樣為無色，如果呈現(xiàn)無色則滴入氫氧化鈉溶液，直到水樣為微紅色，再滴入硫酸溶液，水樣就會呈現(xiàn)無色。隨后，加入指示劑，采用硝酸根標準溶液滴定到水樣為橙紅色，后準確記錄硝酸根的消耗量，采用公式將氯離子濃度推算出來。

3.離子色譜法水質檢測技術應用

3.1離子色譜法水質檢測技術的應用原理

這是一種液相色譜，其原理是離子交換原理，能夠對多種陰離子或陽離子進行分析[4]。通常情況下水質分析離子色譜系統(tǒng)構成如圖1所示，選擇淋洗液時，則應用氫氧根體系或碳酸根體系對陰離子進行分析，應用甲烷磺酸對陽離子進行分析，取樣后在泵作用下，淋洗液沖洗定量環(huán)帶樣品進入色譜柱進行分離。分析陰離子過程中，抑制器裝置電解產生氫離子，以陽離子交換膜和淋洗液氫氧根離子結合后生成水。碳酸氫根/碳酸根體系和氫離子結合后生成碳酸，再分解為二氧化碳和水。進行陽離子分析過程中，抑制器裝置電解產生氫氧根，以陰離子交換膜和淋洗液氫離子結合生成水，降低背景電導后提高待測離子相應，后為電導檢測器的檢測。

圖1 離子色譜系統(tǒng)構成圖示

3.2應用一

3.2.1子色譜儀器參數(shù)和方法分析

進行實驗應用儀器為賽默飛ICS-2000離子色譜儀，含有陰離子淋洗液發(fā)生器EGC-KOH、柱溫箱、泵、CSR-4mm陽離子抑制器、ASRS-4mm陰離子抑制器和電導檢測器，陰離子色譜柱選擇IonPac AG19保護柱、IonPac AS19分析柱，陽離子色譜柱選擇IonPac CG12保護柱、IonPac CS12分析柱。控制1.0mL/min流速、25μL定量環(huán)和30°C柱溫，檢測溫度是35°C，氫氧根濃度是12mmol/L，陽離子淋洗液是16mmol/L甲烷磺酸，取出1.0mL采用18.2MΩcm去離子水定容到1000mL。這種方法需要保留時間定性，外標法定量。

3.2.2樣品前處理

稀釋原水1倍和鍋爐水5倍，過0.22μm濾膜進樣分析。

3.2.3離子色譜方法學驗證

取1000mg/L Ca2+、Mg2+標準儲備液，將其配置為0.1、0.5、2.0、5.0和10.0mg/L濃度的混合標準溶液，吸取一定量1000mg/L Cl-標準儲備液，以上述色譜條件進行分析，依次進樣，對應的線性方程分別是y=0.3520x、y=0.558 3x、y=0.263 3x，對應系數(shù)分別是0.9997、0.9999、0.9992，再計算3倍信噪比的檢出限。

3.2.4對比試驗

取原水和鍋爐水樣各一份，通過滴定法、離子色譜法對氯離子、鈣離子與鎂離子進行測定，對比結果，發(fā)現(xiàn)測定結果差異不明顯，而在操作上離子色譜法具有更高的自動化程度，準確度指標上，鍋爐水可能存在一些干擾離子滴定終點，使得終點變色不明顯，有滴定誤差，由此可知離子色譜準確性更高。具體見表1。

表1 離子色譜法與滴定法測定結果對比

3.3應用二

3.3.1實驗儀器與應用試劑

采用瑞士790Personal IC型離子色譜儀、計算機、電導率檢測器、自再生式離子抑制器以及色譜工作站，實驗應用水是超純水，控制18.2MΩcm電阻率，控制1.0mL/min流量操作條件，保持低于18MPa壓力和16μS/cm電導率，每升水有2ml濃硫酸再生液，混合2mg氯離子與10mg磷酸根離子，配置陰離子淋洗液的方法如下：首先是碳酸鈉母液，要求稱出1.802優(yōu)級純的碳酸鈉，再加入超純水溶解，將其定容為100ml，通過抽濾器濾掉細小顆粒。其次是碳酸氫鈉母液，要求稱出1.512g優(yōu)級純的碳酸氫鈉，融入超純水將其溶解后，定容到100ml，再通過抽濾器同上步驟處理。隨后取出10ml儲備液，采用超純水定容到1L作為淋洗液，將其配置為每L中含有1.7mmol碳酸鈉與1.8mmol碳酸氫鈉的淋洗液。

3.3.2應用步驟

首先是樣品預處理。應用0.22μm微孔濾膜過濾樣品，若樣品有著較高的離子濃度，那么必須將其稀釋。其次是分析樣品。將離子色譜儀主機和自動進樣器電源打開后，再打開790軟件工作系統(tǒng)。切換儀器抑制器，通過10min走基線，如果需要更換淋洗液，需要的時間較長，但能達到離子平衡，而走基線比較平穩(wěn)，壓力正常，電導率正常。一旦電導率較大，就要切換抑制器，完成基線后將其關閉。分析進標樣和樣品時，要對樣品測定的程序進行編輯，將標樣和樣品依次放入自動進樣器當中，設定開始后儀器進行自動測量。處理數(shù)據(jù)過程要求工作人員在測量前標定標樣，再處理數(shù)據(jù)，后利用外標法自動定量分析樣品。

3.3.3對比試驗

表2 離子色譜儀校驗結果

從表2結果看，兩者差距較小，離子色譜法與容量法相比更準確，爐水水樣存在一些干擾離子因素，使得終點變色突躍不明顯，有滴定誤差，一定程度影響檢測結果。

4.結束語

綜上所述，對鍋爐水質進行檢測，是鍋爐安全穩(wěn)定運行的關鍵，才能確保鍋爐的安全運行。當前應用的鍋爐具有大型化高參數(shù)化的特點，必須增加水質檢測頻次，才能對鍋爐運行狀況進行實時的監(jiān)控，掌握其情況。通過對先進離子色譜法水質檢測技術的應用，有助于縮短檢測的時間，提高檢測的真實性，應用過程的自動化程度也更高，這是當前應用離子色譜法進行鍋爐水質檢測的主要方法和未來的應用優(yōu)化趨勢，在未來更先進科學技術的開發(fā)和推廣普及下，更多先進儀器將得到應用，而離子色譜法水質檢測技術也將得以進步。