烟气在线监测系统（continuous emission monitoring system, CEMS）是由颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统、数据处理与传输子系统四部分组成。

其中颗粒物监测子系统主要是对排放烟气中的烟尘浓度进行测量。气态污染物监测子系统主要对排放烟气中NOX、SO2、CO、CO2等气态形式存在的污染物进行监测，目前我国火力发电厂主要对烟气中的NOX、SO2、CO气态形式存在的污染物进行检测、调节。烟气排放参数子系统主要对排放烟气的温度、压力、流速等参数进行监测。数据处理与传输子系统主要完成测量数据的采集、存储、统计功能，并按照环保相关标准要求的格式将数据传输到环境监管部门。

2 CEMS分析仪表测量原理

下面主要针对火电厂重点监测、调节的环保参数涉及的系统进行介绍，即颗粒物监测子系统及气态污染物监测子系统。

2.1 颗粒物监测原理

颗粒物监测子系统从工作原理上可分为物理法和光学法，光学法又分为透射法、散射法。作为福建省投产的首台百万机组神福鸿电采用的就是其中的光学散射法测量，所谓的光学散射法是利用烟气中粉尘对入射光速的散射作用，被光束照射的颗粒物导致光速折射率变化而发生散射，向仪表内设定方向散射的光被聚焦后经烟尘仪监测探头检测，检测信号与粉尘浓度有一定的函数关系，通过仪表内部计算直接输出粉尘浓度值。而后向散射法原理测量的粉尘仪由于现场安装、维护方便的特点，现已成为火电厂粉尘监测采用的主要设备。

2.2 气态污染物监测原理

气态污染物监测方式主要有两种，即直接测量法和抽取测量法，其中抽取采样法又分为直接抽取法和稀释抽取法。下面简单介绍三种方法测量原理：

1）直接测量仪表主要由发射装置和接收装置两部分组成，分别安装在所测烟道统一截面位置，其原理是由发射装置对准烟道另一侧接收装置发出一束红外或紫外线，由于气态污染物的浓度与吸收光线的强度有一定的函数关系，因此通过光的强度可以间接反映出所测气态污染物浓度。

2）直接抽取法主要由带有加热器的取样探头、具有伴热功能的烟气取样管路、烟气预处理系统装置、样气分析仪、数据采集处理系统及远程监测子系统组成。烟气通过烟道内取样管进入加热取样探头，再经过滤网过滤掉其中粉尘后进入具有伴热功能的取样管路内，送到预处理系统进行加热处理避免烟气中带水影响分析仪测量。

3）稀释抽取法采样系统是由稀释探头、稀释探头控制器、空气发生器、分析仪器、数据采集处理系统及远程监控子系统等组成。其测量原理采用一定量的经过处理的干燥空气稀释烟气，经稀释器稀释的烟气中水分含量极度降低，因此无需伴热样气管线传送，可直接送分析仪器进行气态污染物浓度分析。

三种方法的优缺点比较

直接测量法特点顾名思义就是可以直接测量，安装设备简单，成本低廉。但是烟气温度变化和取样探头的振动幅度都会对污染物浓度测量精度产生影响，故目前新建火电厂都不采纳直接测量法测量。

直接抽取法测量特点是将样气抽取出来然后经过加热预处理再送到仪表进行分析，避免了烟气温度变化和探头振动对样气分析的影响。但是其安装相对于直接测量法较复杂，成本费较高。

稀释抽取法测量特点是样气取样量小，过滤介质负担小。但是样气不适合低浓度测量，对稀释气体质量要求较高，混合比例不均匀、烟气静压、烟气温度变化都会影响其检测结果。

综合上述三种测量方法特点，目前新型火电机组气态污染物检测基本都是采用直接抽取法测量。