1、换热网络是化工过程能量回收利用的一个重要子系统，如何设计一个最优换热网络把过程中的冷、热物流做到最佳匹配换热从而回收热量以达到节能减排的目的，是化工过程节能所必需解决的首要技术问题。
本系统对换热网络合成、换热网络分析、换热器优化设计、换热网络优化模拟、换热网络灵敏度分析、换热网络弹性分析、控制变量的优化选择及多变量控制环路的识别、换热网络优化改进及最优控制等问题进行了系统的研究，创新性地建立了换热网络优化节能的理论、规则、数学模型、求解方法，开发出了实用有效的换热网络优化节能技术和相关软件与设计技术平台。

      2、在换热网络的合成研究中，建立了智能法合成最优换热网络的理论和方法，通过对换热网络的热力学分析和数学推导，得出热回收量最大和在热回收量最大条件下的最小换热面积网络可以同时合成的结论，为换热网络的最优合成建立了理论基础和物流匹配换热的规则；利用夹点概念，依据规则，考虑网络结构的合理性，由实际合成经验，创建了一套合成最优换热网络的人工智能图表，并给出利用此图表合成最优换热网络的步骤, 解决了解析法合成最优换热网络的问题，使最优换热网络的合成问题大大简化。

      3、在换热网络优化分析研究中，建立了换热网络优化分析的非线性规划（NLP）数学模型，对复合形BOX方法进行改进并与线性规划方法LP有效组合，建立了RBOX-LP方法，成功有效地解决了换热网络分析中的NLP问题。

      4、在换热器优化设计研究中，建立了标准系列换热器优化设计的数学模型和优化设计方法，采用“人工智能”方法调整换热器的结构参数，优化设计出在给定压降条件下满足换热要求的最小换热面积的换热器，使设备投资最小。

      5、在换热网络流程优化模拟研究中，建立了换热网络流程优化模拟的NLP数学模型，改进了复合形BOX的优化方法，建立了RBOX-PS 方法，成功有效地解决了换热网络优化模拟中的NLP问题，通过优化模拟所获得的最佳操作参数可使换热网络获得更大的热回收量，为换热网络在线优化控制提供了理论、模型和求解方法。

      6、在换热网络的灵敏度分析研究中， 建立了计算任意结构换热网络灵敏度系数及灵敏度的通用数学模型和计算方法，编制了计算机程序，该程序可根据输入的换热网络结构信息自动生成灵敏度求解的数学模型。根据换热网络的灵敏度系数，可对换热网络的操作性能进行分析，对换热网络提出最佳改进及控制方案。

      7、在换热网络的弹性分析研究中，提出了一个换热网络弹性分析的有效方法，该方法以换热网络过程模拟为基础并把灵敏度系数用于过程模拟的调节和加速收敛的过程中，克服了文献中介绍的复杂的非线性规划求解问题，使求解过程简化并对凸、凹性问题均能适用。

      8、在换热网络的优化改进和控制研究中，通过对换热网络的定性分析，提出了换热网络优化改进的规则，根据规则，结合换热网络的灵敏度分析，建立了换热网络优化改进及控制的数学模型和求解方法，给出了换热网络优化改进的步骤，通过实例计算及应用，证明所提方法正确、可靠、有效，可以解决实际工程问题，可以推广应用到其它化工过程。 

      9、在多变量控制回路的识别研究中，提出一个简单、适用、有效的多变量控制环路识别的方法，克服了RGA方法的缺点；定义了关系矩阵，引入了控制环路表和控制环路级的概念，提出了根据控制环路表对控制环路相互影响进行分析的方法，并介绍了控制时序问题；建立了新的多变量控制环路识别的方法，并编制了计算机通用程序，该方法可推广应用于其它控制系统。

      应用上述成果对国内30套常减压换热流程进行了优化节能研究，提出了节能新工艺，每年可节能526.84Mkj，折合10.083万吨标油/年，按照目前燃料油3000元/吨计算，每年节能效益可达3.0249亿元。建设了三套工业化示范装置，节能效益显著。