整套CEMS系統包括顆粒物監測子系統、氣態污染物監測子系統、煙氣參數測量子系統、數據采集、傳輸和處理子系統以及氣源和電源等輔助子系統。

顆粒監測子系統監測煙氣中的粉塵濃度；氣態污染物監測子系統監測煙氣中SO2、NO等污染物的濃度；煙氣參數監測子系統監測煙氣流速、溫度、壓力、濕度、氧氣含量等。，根據煙氣溫度、濕度和壓力，獲得標準狀態下的干煙氣量，并通過實測氧含量將實測濃度轉換為低于標準氧含量6%的濃度；數據采集、傳輸和處理子系統控制CEMS系統的自動運行(如反沖、取樣等)。)，收集和處理數據，計算污染物排放量，顯示和打印各種參數和圖表，并通過數據傳輸系統傳輸給管理部門；空氣源和電源子系統為CEMS系統提供用于吹掃的壓縮空氣和具有相應電壓水平的可靠電源。

根據煙氣采樣方法，CEMS可分為采樣CEMS和原位測量CEMS。采樣CEMS是目前應用廣泛、技術成熟的一種CEMS。通過取樣探針從煙囪或煙道中提取代表性氣體樣品，然后對樣品氣體進行預處理，然后將處理后的樣品氣體送至分析儀進行分析。采樣CEMS分為直接提取法(也稱完全提取法)和稀釋提取法。原位測量CEMS不改變煙氣成分，在煙氣環境中工作，省略了復雜的采樣管道，不需要設置分析柜。然而，原位測量CEMS需要把復雜的測量裝置直接放在煙氣中，這將使精密元件處于高溫和腐蝕性環境中。與萃取CEMS相比，其穩定性差、運行成本高、維護不方便。現場測量CEMS有兩種類型：點測量和線測量。

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