1  测量原理简介

(1)  气态污染物的测量（SO2、NOX、CO、CO2等）

?  非色散红外线吸收法
    利用不同的气体成分对一定波长的红外光的吸收特性，通过测量红外光穿过测量气体后的光强来测量对应气体成分的浓度。
    该分析方法需要对被测气体（烟气）做预处理，在进入分析仪前除尘、除水，以减小对测量的干扰。
    该方法为直接取样法，将被测气体从烟道中抽取出来，从取样点到仪表之间的管路采用带温度控制的电伴热管线，可防止结露和腐蚀。
    通常一台分析仪器可以测量3~4种气体成分，如SO2、NO、CO、CO2。
    仪表具备自动标定功能，标气采用样气瓶或环境空气。仪表具备自动吹扫功能，以减少维护的工作量。仪器测量结果为标态、干态的数据。

?  稀释法
    稀释探头与被测气体接触，按一定的比例将零空气与被测气体混合后降低其露点，在环境温度下将混合后的气体送入分析仪器。
    该方法的特点是要控制稀释比的精确度，否则难以获得满意精度的测量结果。测量结果为湿态，需折算到干态。
    总的来讲，仪器标定较复杂，运行维护成本较高。

?  直接测量法
    分析仪器直接安装在烟道上，适用于烟道较小的情况，价格较低，但由于直接安装在现场，环境较差，不便于维护。

(2)  氧的测量采用磁氧法或电化学法。
    磁氧法分为磁风法和磁力机械法，利用氧在磁场中的顺磁特性。
电化学法的原理是：氧在燃料电池的阴极与电解液的分界面被转化，产生的电流与氧的浓度成正比。
如对经过预处理后的烟气进行测量可得到干态的氧含量，如直接将仪表安装在烟道上（如氧化锆）则可测量出湿态的氧含量。

(3)  湿度的测量
    采用电容法或干湿氧测量计算法。
    电容法通过测量电容来测量烟气中的湿度。
    干湿氧测量计算法，通过分别测量干烟气、湿烟气的氧含量来计算出烟气中的湿度。

(4)  烟气流量的测量
    采用差压法、热扩散法、超声波法等。
    差压法、热扩散法为点测量，超声波法为截面测量。由于烟气中的灰尘较多，差压法需要对测量元件进行吹扫。受烟道布置的影响，由于测量点处的烟道直段长度小，烟气流量测量的精度较低，通常为±3%~5%FS。

(5)  烟尘浓度的测量
    采用光透过法，通过测量安装在烟道对称两侧的发送、接受、反射的光的强度来得到烟气的浊度，经过计算后得到烟尘的浓度。
    为了减少烟气对探头的污染，采用干净的气体持续地对其进行吹扫。

2  FGD控制要求

    FGD（Flue Gas Desulphurization）即烟气脱硫装置的英文缩写。FGD按工艺过程的不同分为：湿法、干法、半干法等。FGD装置对在线烟气分析仪的要求概括为：可靠性高；性能稳定、响应速度快、实时性好、抗烟尘污染、耐腐蚀。
为了实现对FGD装置的实时控制，通常需要分别测量FGD入口和FGD出口的烟气中的SO2、O2浓度。对每套FGD装置而言，通常需要设置两套在线烟气分析仪用于控制脱硫率。就国内目前的应用情况来看，非色散红外线吸收法的应用业绩多、可靠、性能稳定。

3  环保排放规范要求

    目前依据的标准为国家环境保护总局发布的《火电厂烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T 75-2001）和《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》（HJ/T 76-2001）。
    对火力发电厂的烟气排放监测，以执行HJ/T 75-2001的要求为主。
    环保排放监测的主要目的是对排放点的污染物排放总量进行监测。其监测的参数较多，包括：气态污染物（SO2、NOX）的监测、烟尘监测、烟气参数（流速、温度、压力、湿度、氧）。
   由于环保规范对数据的处理格式有具体和明确的规定和要求，所以为排放监测系统配置有数据采集处理系统（计算机）以及远程输出通讯接口。
   通常将上述排放监测仪的控制盘和数据采集处理系统安装在分析仪小房内，为小房配备有空调，以适应夏季较高的环境温度。

4  测点的安装

    如现场安装条件允许，可以将FGD出口烟气分析仪与环保排放监测仪合用一套，即环保排放监测仪测得的SO2、O2数据除用于环保排放监测外，还通过硬接线输出到FGD装置的控制系统，参与FGD的实时控制。需要注意的是，由于测量的烟气有2种情况：脱硫前原烟气（FGD旁路时）和脱硫后净烟气（FGD运行时），SO2分析仪需具备自动量程切换功能（≥1:10）。
    除上述情况外，在工程设计中，更多的情况是：净烟气烟道接口与烟囱间的距离非常短，而烟道的截面很大，如仍将排放监测CEMS安装在烟囱入口前，则难以保证测量的准确。在这种情况下，可以将 排放监测CEMS安装在烟囱上。但是，由于安装位置较高约（30m~70m），不便于维护，多数用户不愿意采用这种方式。
CEMS测点布置示意如图1所示。

    图2中的烟气分析仪的测点布置点位的分布与图1相同。由于是2套FGD装置合用一个烟囱，CEMS测点的布置有以下的特点：

(1)  FGD出口测点只用于脱硫控制
    选择在①点或③点设置FGD出口烟气分析，检测的烟气为净烟气。需要检测参数有：SO2浓度、O2浓度。共设置2套。

(2)  FGD出口测点用于脱硫控制和排放监测
    选择在③点设置FGD出口烟气分析，检测的烟气为净烟气或原烟气。需要检测参数有：SO2浓度、NOX浓度、O2浓度、烟尘浓度、烟气参数（流速、温度、压力、湿度）。其中用于FGD控制的参数为：SO2浓度、O2浓度。共设置2套。

(3)  排放监测点安装在烟囱上
    FGD出口测点只用于脱硫控制，其配置与第一条相同，共设置2套。
    2台炉的烟气排放监测系统设置1套CEMS，安装在烟囱上的④点，需要检测参数有：SO2浓度、NOX浓度、O2浓度、烟尘浓度、烟气参数（流速、温度、压力、湿度）。其中用于FGD控制的参数为：SO2浓度、O2浓度。由于位置较高，检修、维护不方便。
    比较图2的第二2、第3两项的配置方案，总造价基本相同，但第2项安装在烟道上，维护较方便，如烟道布置允许，建议优先选择。