换热器在换热网络内的运行过程中发生结垢是常态。换热器中的结垢问题可通过改变换热器流速、调节分流比以及定期对换热器进行离线清垢处理这三种手段进行优化。这三种优化手段各有利弊以及局限性。原油预热网络和循环水网络都是石化行业等最常见的换热网络类型。在对此类案例进行优化时,必须考虑到换热器在运行过程中存在的结垢和压降问题。压降会造成泵功增加。结垢速率是一个动态过程,与流速、壁温等参数有关。可以使用Polley结垢阈值模型描述高温时的原油结垢速率。而循环水网络中的水结垢速率则应使用符合相关表述的循环水结垢模型。二者机理不同,但它们本质上都是沉降和抑制竞争的结果。这两个结垢模型中,温度过高以及流速过低均会增大结垢速率。本文在第4、5章节,分别在不同的操作周期、不同原油物性参数的情况下,对某考虑结垢及压降问题的原油常减压预热网络,分别采用流速优化、分流比优化以及清垢周期优化这三种手段,使用NTU单元法计算温度参数,通过模拟退火算法,对定结构换热网络进行优化。结果表明,三种手段均可不同程度地降低年度总费用,且节能效益和优化策略会随不同的操作周期、不同的物性参数有所改变。流速优化适用于操作周期不长或结垢轻微的油品案例。分流比优化法效果往往好于流速优化法。对于操作周期较长或结垢严重的案例,清垢周期优化法往往是最佳的优化策略。此外,本文还讨论了循环水网络的两种优化方案。结果表明,在完成操作周期内各换热器换热任务的前提下,比起每个月调节质量流率的优化方案,调节初始质量流率的方案能带来更好的节能效益。