在燃煤電廠、垃圾焚燒廠、工業鍋爐及建材窯爐的煙氣排放管路上，環保法規（如《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范》HJ76）要求對二氧化硫（SO?）、氮氧化物（NO?）、氧含量（O?）、顆粒物濃度及煙氣溫度、壓力、濕度、流速進行全天候連續監測，并計算折算濃度與排放量。煙氣在線監測系統通過高溫采樣探頭、預處理單元與多原理分析模塊，將看不見的污染因子轉化為可追溯的數字信號，并實時上傳至生態環境部門監控平臺，是排污企業落實自行監測責任與環保驗收的強制性設施。
 

　　NDIR、UV-DOAS與抽取式高溫采樣分析原理

　　CEMS按安裝方式分抽取式與原位式，其中抽取式在中小機組與工業鍋爐中最常見，其氣體分析原理主要包括：

　　非分散紅外吸收法：利用SO?、NO、CO、CO?等在特定紅外波段（如SO?≈7.3μm，NO≈5.3μm）的分子振動?轉動吸收特性。樣氣經除塵、除濕（或伴熱保干）后進入NDIR分析室，紅外光源調制光交替通過樣氣室與參比室，探測器測得的吸收衰減符合Beer?Lambert定律A=ε·b·c，反算濃度。NDIR抗交叉干擾能力通過窄帶濾光片與算法補償（如CO?對SO?的干擾校正）保證。不適合O?直接測，O?多用順磁氧分析——氧氣具順磁性，在不均勻磁場中產生體積排拒力使啞鈴形敏感元件偏轉，偏轉量與O?濃度成正比，靈敏度高且不受背景氣體干擾。

　　紫外差分吸收光譜法：氘燈光源發射200～400nm連續紫外光，穿過高溫石英測量池（或原位單/雙光程氣室）被SO?、NO?等吸收，探測器采集全譜后用數學方法分離慢變寬帶背景（灰塵、光源漂移）與銳線分子吸收結構，做差分擬合得濃度。UV?DOAS對SO?、NO?檢測下限低，抗粉塵與水汽干擾較好，部分系統可同時測NO需配合化學發光或另加轉化爐（NO→NO?再測）。

　　顆粒物監測：常用激光后向散射法（抽取或原位）——發射激光束入煙道，懸浮顆粒使光發生米氏散射，接收器測與入射光成一定角度（多90°～160°）的散射光強，經標定換算為mg/m³；大口徑煙道也可用β射線法或濁度法抽檢。

　　流速/溫度/壓力/濕度：靠S型皮托管或熱式流速探頭、K型熱電偶、絕壓/差壓變送器及阻容式或紅外濕度傳感器同步采集，用于標況流量折算（標況體積=工況體積×(P/P?)×(T?/T)×K）。

　　高溫伴熱采樣與預處理防失真設計

　　關鍵采樣部件為加熱采樣探頭插入煙道，內置燒結金屬濾芯（孔徑1～5μm）初步除塵，探頭與伴熱管線（伴熱帶維持溫度高于酸露點防SO?/NO?溶于冷凝水被吸收或生成硫酸/硝酸霧堵塞）將樣氣輸送至機柜內預處理單元。預處理根據分析方法做進一步處理：NDIR系統通常經制冷除水保留氣態酸性組分，UV?DOAS原位式則直接測熱態樣氣無需除水。系統設零氣/標氣定期自動校準與跨度核查。

　　數據采集與傳輸（DAS）單元按HJ212協議打包數據（SO?、NO?折算與實測值、O?、流速、工況/標況流量、顆粒物等），通過GPRS/4G/光纖傳至環保監控中心，本地存三年以上原始記錄，具備斷點續傳、報警（超標、異常、校準狀態）及反控功能。

　　主要應用場景

　　火電及熱電聯產機組：監測燃煤/燃氣鍋爐煙氣SO?、NO?（分NO、NO?）、煙塵及汞（部分高配）排放是否達超低排放標準（如SO?≤35mg/m³、NO?≤50mg/m³、塵≤5～10mg/m³）。

　　垃圾焚燒與危廢焚燒：除常規污染物外可選配HCl、HF、CO及二噁英關聯參數（CO為燃燒不指示），配合半干法脫酸與布袋除塵效果評估。

　　水泥、玻璃、陶瓷窯爐：高粉塵、高濕度工況需加強探頭反吹（壓縮空氣中含油水過濾）與濾芯更換頻次，選用耐高溫探頭與寬量程顆粒物儀。

　　工業鍋爐與工業爐窯：中小型燃氣/燃煤鍋爐CEMS安裝作為環保驗收與排污費核算依據，通常簡化配置但同樣需通過環保比對檢測與季度校驗。

　　煙氣在線監測系統以多學科傳感技術構建起污染源與監管平臺之間的數據橋梁，其測量準確性與數據完整性直接關系到企業的環保合規與社會責任履行，是現代化工業企業環境管理中的自動監測設施。