换热器是石化、轻工等过程工业中经常使用的单元设备。研究表明,结垢现象广泛存在于绝大部分换热设备中,严重影响换热器的传热性能,定期清洗成为目前解决结垢问题的主要方式之一。以往关于换热器网络清洗时序优化的研究方法中用于决策的整型变量较多,会导致模型难以求解,针对这点,本文将表达单个换热器清洗限度的最大允许污垢热阻应用到换热器网络中,对换热器网络综合和改造进行了研究。主要内容如下：(1)考虑污垢的影响,以流股停工时刻的污垢热阻值来初步综合换热器网络。首先基于转运模型法,利用Excel的规划求解工具求得最小公用工程费用；然后,将其作为公用工程下限约束增加到分级超结构法中,目标是使得网络年度总费用最小,利用GAMS软件中的DICOPT求解器对模型求解。通过两个算例与文献方法进行比较,本文方法在求解步骤上更为简便。(2)在初步综合的换热器网络结构基础上,考虑污垢热阻随时间的增长,并通过清洗去除污垢,进一步提出设备面积与清洗时序的优化方法。采用ε-NTU法对换热网络进行模拟,逐天考察网络中各台换热器的运行状态变化,将单个换热器清洗的最大污垢热阻应用到换热器网络中表达换热器的清洗,采用模拟退火遗传算法对换热器网络中的过程换热器面积和清洗的最大允许污垢热阻进行优化,旨在得到年度总费用进一步减少的换热器网络。相对于文献中划分时间段的方法,本文所提方法能够有效地减小问题规模,降低求解难度,在公用工程的加权计算上也更为精确。算例证明了本文方法的优越性,且设备面积优化与清洗时序的安排进一步减少了网络的年度总费用。(3)针对现有换热器网络中各台换热器的结垢程度不同,提出了分流分数和清洗时序优化的换热器网络改造方法,旨在减少污垢引起的一定年限内网络的累计操作费用。该问题涉及分流分数和换热器网络清洗的最大允许污垢热阻两组决策变量,采用模拟退火遗传算法对该混合整数非线性规划问题进行了求解,并通过炼油厂原油预热系统的两个算例,比较了污垢渐近增长的换热器网络、分流分数优化的网络以及分流分数和清洗时序优化的网络的累计操作费用。结果表明定期清洗与分支流率调节能进一步地缓解污垢带来的换热器网络操作费用增加。