在现代石油化工行业中，加热炉是一种常见的加热设备，同时，加热炉是一种高能耗设备，加热炉热效率的高低影响着整个装置甚至全厂的能源消耗水平。随着控制理论和控制技术的不断发展，采用智能优化控制方法来提高加热炉热效率，降低装置能源消耗，达到节约能源减少排放，实现低碳生产，获得长期稳定效益，也是企业的重要控制手段。本文结合前人的研究成果，采用智能的控制方法，达到提高加热炉热效率的目的。1.基于管式加热炉热效率模型的计算方法，对影响加热炉热效率的相关因素进行了深入分析，并且进一步分析研究过剩空气系数在提高加热炉热效率中的重要性，分析并获得提高加热炉热效率的有效方法及途径。2.针对加热炉热效率寻优控制问题，对NLJ算法进行了深入研究，并对算法的不足之处提出了改进，以实现加热炉热效率的有效寻优控制。3.针对加热炉热效率优化控制问题，提出了加热炉优化控制的目标及内容，并针对不同的优化目标提出不同的控制策略，对加热炉炉出口温度采用广义预测控制，并引入燃料热值前馈控制，对过剩空气系数采用NLJ算法寻优控制，对于炉膛负压采用串级控制，并进行仿真试验，仿真实例证实控制的有效性可行性，达到了加热炉热效率提高的目标。4.开发加热炉热效率优化控制系统软件包，实现加热炉热效率的控制及优化，目前该软件已经正式投用实际，实际使用效果良好。