吴敏，肖武，贺高红

（大连理工大学精细化工国家重点实验室膜科学与技术研究开发中心，辽宁 大连 116024）

在过去的四十年里，换热网络综合一直是过程系统工程重要的研究领域之一，而且已经取得了许多研究成果。很多研究成果都已经可直接应用于实际工厂并实现工艺物流间的能量回收最大化、公用工程用量和换热面积的最小化。Björk和 Nordman[1]认为相当多的学术研究都集中于新工厂换热网络的集成，但是忽略了现存换热网络通过改造往往会获得更大的节能潜力。由于新建工业项目逐渐减少且工业生产的利润空间越来越小，通过改造现存工厂的换热网络来实现节省操作费用的目的是刺激换热网络改造研究不断发展的契机。换热网络的结构是否最优，往往与能源价格、换热器的经济参数直接相关，且国内外的过程工业现有的换热网络大多都是几十年前设计的，当时的经济条件以及制造工艺与现在差异较大、操作条件也发生了很大的变化。据估计，全球范围内有70%～80%的换热网络需要改造[2]。

1984年，Linnhoff和Vredeveld[3]首先提出了换热网络改造的概念。随后Westerberg[4]以及Briones[5]等对换热网络改造问题进行了系统的研究，认为换热网络改造的难度要远远大于换热网络的基础设计。在换热网络的改造过程中，不仅要考虑原有换热器的再次利用，还需要考虑新换热单元的匹配。

换热网络改造的文献主要分两种：第一，基于热力学原理的夹点改造法[6]；第二，基于数学规划法的纯数学优化改造法[7]。……