蒸汽是过程工业中的主要携能工质,蒸汽管网的能源利用状况直接影响生产装置能耗水平。作为乙烯装置能耗的主要组成之一,蒸汽管网系统由于检测信息匮乏、管网结构设计/改造不合理,使蒸汽配置管理还停留在经验操作上,对管网调整上存在盲目性,造成能源浪费；同时乙烯装置蒸汽管网用能过程均存在不合理状况,不同等级的蒸汽用量存在配置不合理,均造成蒸汽损耗与浪费现象。针对蒸汽管网结构及用能优化是一类混合整数非线性规划问题(MINLP),为此本文首先提出了一种新的协同量子差分进化算法(CQGADE),通过仿真实例验证了该算法与改进的遗传算法和混合粒子群算法相比,具有很好的鲁棒性和较快的收敛速度。其次,考虑现场透平蒸汽流量缺乏在线检测,本文提出了一种带开关权值的神经网络建立了关键设备的透平蒸汽流量软测量模型,同时引入三种群协同进化的CQGADE算法进行该模型隐含层数、节点结构及其参数进行优化,从而为蒸汽管网优化问题提供模型基础。最后针对乙烯装置蒸汽管网系统,建立了不同工况下、满足物料平衡、能量守恒和产品质量要求的蒸汽系统模型,提出了以蒸汽管网运行经济费用最小化为目标的目标函数,采用CQGADE算法进行了优化,得到了令人满意的优化结果。