1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1课题目的

目前环境问题日益受到人们的重视，海洋环境也毫不例外。随着全球经济的发展和船舶数量的增加，船舶所产生的废料也越来越多，如果不进行有效控制和处理，将对海洋环境造成严重的污染。船舶废料主要包括有生活废料、运行废料两大类。由于船舶营运流动性大，周期长，靠岸时间短的现状存在，导致大量废料难以处理的问题出现。如果这些废物处理不当，或者将其投入海中，不仅对海水水质造成污染，而且对海洋中的动植物也产生危害。随着人们环保意识的增强，如何在航行过程中处理废料，尽量减轻对生态环境破坏问题越来越引起各个国家的重视。

随着全球经济的发展和船舶数量的增加，船舶垃圾对海洋环境的污染也越来越严重，鉴于船舶垃圾对海洋环境造成的污染，国际海事组织（IMO）制订了 MARPOL73/78防污染公约附则 V《防止船舶垃圾污染规则》，根据附件 V 规定：一切塑料制品均不得入海，新增加的附则VI中规则16规定船上的垃圾焚烧只允许在船用焚烧炉中进行。

船舶废料的处理方式大多采用的是焚烧法，采用的设备是焚烧炉，船用焚烧炉燃烧过程中,如何控制好焚烧炉的温度、压力、氧含量等至关重要,它关系到焚烧炉的焚烧效率以及安全、环保等一系列的问题。而在焚烧过程中,焚烧炉的温度、压力、氧含量等参数又互相影响,所以必须掌握它们的控制理论,去优化这些参数的控制,从而既能充分焚烧废弃物以满足环保的要求,又可以节省能源。

1.2国内外现状

船用焚烧炉工作机理是将废料中的有机物质和空气中的氧气在高温下氧化。这种方法能使船上固态废料快速变成灰渣，使废物的重量和体积大大减小。目前已经有几十种国外研制的焚烧炉投入使用，如英国哈姆公司生产的HAMWORTHY型船用焚烧炉，丹麦阿特提斯公司生产的ASWI-402型船用焚烧炉，日本日立造船生产的VWM-75船用焚烧炉。这些焚烧炉大致可以概括为五种类型：处理废油和固态废料的焚烧炉；处理废油和污泥污水的焚烧炉；处理废油、污泥污水和固态废料的综合焚烧炉；既能处理废料又能回收焚烧热量的焚烧炉；兼具有惰性气体发生器功能的焚烧炉。在这五种类型的焚烧炉中，前三种使用广、技术成熟、型式多样：而第四种型式不多、使用面狭窄，但是它的未来前景光明；第五种属于试验成功不久，尚未量产的新成果。

焚烧炉作为船舶的重要防污染设备之一，被越来越多的船舶所使用，其重要性不言而喻。目前国内生产船用焚烧炉的技术还不成熟。我国从1978年开始研制船用焚烧炉，到目前为止，虽然已经研制成功几种常用规格的船用焚烧炉，但是在规格、种类、技术水平和产品功能上与国际领先水平仍有一定的差距，还不能完全达到国际海事组织（IMO）的标准。

船用垃圾焚烧炉炉内的燃烧过程是非常复杂的物理化学过程，焚烧炉的安全运行、达标排放与燃烧过程的稳定性密切相关，若燃烧稳定性下降，则会出现燃烧效率降低、焚烧污染物排放增加、二次污染和高温腐蚀加剧的状况，甚至有可能对安全性和经济性产生严重影响，这些就对焚烧炉的控制技术提出了很高的要求。目前国内外一般都是采用PLC作为系统的控制核心，它体积小、功能强、可扩展性好。 PLC主要有以下几部分组成：

1）CPU模块。它是焚烧炉PLC的运算和控制中心，由它实现逻辑运算、数字运算，协调控制系统内部各部分的工作。

2）开关量输入模块。主要用于接受来自逻辑和用户的各种控制信号，例如焚烧炉起停按钮、加料按钮、加料门位置、炉膛温度和压力、进气量和废气温度等。