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国内外技术发展及应用现状

随着世界各国对节能工作的日益重视和对节能技术的深入研究，国内外

相关研究机构、技术公司和软件公司在能量系统优化理论研究、模拟优化技术研

究及软件开发等方面获得了较大的发展，在能量系统优化技术应用方面也取得了

较为显著的经济效益。

以下分别对能量系统优化理论研究现状、国内外技术公司研究应用现状以及

本课题涉及的关键技术研究应用现状进行阐述。

（1）能量系统优化理论研究现状

对过程能量系统理论的研究始于上世纪70年代，随着研究的不断深入，国

内外学者相继提出了三子系统交互模型、洋葱“”模型和三环节模型等，对能量在

过程系统中的结构、作用和变化进行描述。

1983年，Townsend和Linnhoff在研究过程优化涉及的结构化方法时，将过

程系统看成是由一些相互作用的子系统所组成，以简化设计优化过程，并提出了

三子系统交互模型，将过程系统划分为加工（反应、分离）、换热网络和动力3

个子系统，以定性反映过程系统能量转换和利用内在的联系及制约关系，但并不

能确切反映能量结构的本质。

1988年，Linnhoff等人提出了洋葱模型“”以强调过程设计的层次特性，其核

心为反应子系统，其余由内向外依次为分离子系统、换热网络和公用工程子系统，

但该模型只是对过程系统能量结构的粗略描述，没有给出严格、定量的数学模型。

自1982年起，华贲等人以热力学第二定律分析为基础，从能量在过程系统

中的变化规律入手，提出并逐步完善了包括能量转换环节、能量利用环节和能量

回收环节在内的三环节能量结构模型。该模型给出了严格、定量的过程系统能量

流结构拓扑关系，其关键是按功能区分子系统并分别给出了火经济模型、用相应的

目标函数和边界条件，并在子系统分解协调优化的基础上进行全局改进方案的火

用经济评价调优。但是，由于火经济分用析方法的理论性较强且工作过程比较复杂，

使得其在企业实际生产中的应用受到了一定限制。

（2）国内外研究及应用现状

①国外现状

近年来，KBC公司、ASPEN公司、ShellGlobalSolutions公司、Invensys公

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司、Honeywell公司和ProcessIntegratedLimited(PIL)公司等国际知名技术及软件

公司依托成熟的流程模拟和优化技术，结合先进的夹点分析方法，借助丰富的专

家经验，逐步形成了自主的能量系统优化技术解决方案，并在一些国际大型石油

公司和炼化企业取得了较好的应用效果。

KBC公司基于HYSYS.Refinery开发了Petro-SIM过程模拟软件，并拥有可

在Petro-SIM中使用的催化裂化（FCC-SIM）、加氢裂化（HCR-SIM）、催化重整

（REF-SIM）、石脑油加氢（NHTR-SIM）、柴油加氢（DHTR-SIM）、VGO加氢

（VGOHTR-SIM）、渣油加氢脱硫（RHDS-SIM）、延迟焦化（DC-SIM）、烷基化

（ALK-SIM）、减粘裂化（VIS-SIM）、异构化模型等标准反应堆模型套件；研究

开发了用于换热网络优化的SuperTarget软件、蒸汽系统模拟优化的ProSteam软

件和基于BT(BestTechnology)指数的最佳能量使用效率技术。其研究提出的全厂

能量一体化技术（TotalSite），使用全厂夹点分析技术和应