徐玥，崔国民

（上海理工大学新能源科学与工程研究所，上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093）

换热网络优化问题是化工领域研究最广泛的问题之一，其通过热、冷流股之间的合理匹配，可实现系统能耗的减少和经济效益的提升。为此，在设计阶段构造高效、灵活、编译简单的优化模型可成为辅助换热网络问题发展的重要突破。

Yee 和Grossmann[1]提出的分级超结构模型（stage-wise superstructure model，SWS）是典型的结构化模型，在模型的每一级内可完成冷、热流股的全匹配，并通过多级设置扩增其求解域。但其对于SWS 模型有诸多限制，如将公用工程置于流股末端；热、冷流股上分支数目需等于冷、热流股的流股数目；为简化模型计算，采用等温混合的方式；禁止分支上连接多个换热器以及旁流结构等，使得SWS 模型的能力受到一定的限制。为提高求解质量，针对SWS 模型的改进方法可分为以下几类：将公用工程作为流体参与换热[2]以增加匹配的多样性；在分流结构中添加公用工程，提升结构变异的能力[3-5]；引入多种公用工程[6-7]，在实现网络能量平衡的基础上，减少年综合费用。此外，Liao等[8-10]在原转运模型的基础上，增加了分流、旁流、环流等结构，并引入了传质过程，该模型有效提升了优化质量。虽然以上针对结构化模型的方法均促进了优化结果的提升，但同时增加了网络中的优化变量，其固定的匹配模式在优化中引入大量无效分流结构，对寻求优质结果形成阻碍，尽管一些改进策略可提升算法搜索能力，但也相应增加了算法的复杂度，降低了优化效率[11-13]。……