熔盐炉系统是氧化铝管道化溶出工艺的关键设备,但一直以来对熔盐炉系统熔盐加热段和换热段的热工过程缺乏系统研究和分析,以致对该系统的操作和改进主要依靠经验,缺乏相应的理论指导。因此,依据实际生产设备,建立并求解熔盐炉系统各部分的物理数学仿真模型,深入了解熔盐炉系统熔盐加热段和换热段的热工过程,获得熔盐炉系统运行的最优结构参数以及各项运行参数成为亟待解决的新课题。本文以中铝河南分公司氧化铝厂管道化溶出熔盐炉系统为研究对象,选择ControlBuild软件为平台,以热平衡测试数据为边界条件及初始条件,对管道化熔盐炉系统加热段和换热段的热工过程进行了仿真及优化研究。本研究采用模块化建模思路,在大量实测数据的基础上,利用MATLAB拟合出各物料的动态物性参数公式,同时将各子模块连接起来并结合ControlBuild的设备监控编辑功能搭建熔盐炉全流程仿真系统。本论文的主要工作与结论有：1)对熔盐炉进行了系统测试与研究,详细分析了熔盐炉系统的物料及能量平衡,并进行了热工测试,发现空气过量系数过大,制约了熔盐炉性能的进一步提高；2)使用fluent软件对熔盐炉系统的熔盐换热段进行数值仿真,得出了熔盐和矿浆在管道出口的温度分布；2)鉴于ControlBuild在全流程仿真的优势,选取ControlBuild对熔盐炉系统进行全流程仿真。基于物料平衡与能量平衡方程,建立了熔盐加热段、空气预热器等熔盐炉系统主要部件的物理数学仿真模型,由于熔盐换热段工况受熔盐及矿浆温度、流量和矿浆的化学反应等因素影响,使得该部分模型具有反应复杂、参数多等因素,所以选择人工神经网络建立熔盐换热段模型。4)在建立整个熔盐炉系统各部分数理模型的基础上,通过混合编程建立ControlBuild和Matlab协作平台,并应用ControlBuild平台开发了管道化溶出熔盐炉工艺流程仿真系统；5)利用现场测试数据以及工艺系统运行监控数据,对熔盐炉ControlBuild仿真系统进行验证,结果表明,该仿真系统能正确模拟熔盐炉系统的运行过程,不仅可满足操作人员离线工艺培训的需要,而且可以用于实验研究。6)应用所开发的仿真系统,进行了仿真优化试验,得出了更加合理的熔盐炉空气过量系数,找出了空气预热器漏风系数变化对换热器效率的影响规律,同时通过研究熔盐换热段的矿浆溶出温度与溶出量的变化关系,发现将管道化系统的溶出负荷增加40m3/h可使得整个系统的效率更高。7)综合利用ControlBuild和Matlab建立的仿真系统,应用神经网络模型对熔盐换热段熔盐温度预测,如果实现温度的精确控制,可达到很好的节能效果,熔盐平均每天可降低0.87℃,一个清疤周期单个溶出系统可节能降耗31.7GJ。研究工作对于氧化铝管道化溶出系统工艺的改进、推广具有重要的指导意义和应用价值。