间歇生产过程占化工生产过程中的比重越来越高,以其高度的灵活性,在精细化工和生物化工等高度知识密集和技术密集的新兴产业中,发挥越来越大的优势。相对于连续过程换热器网络综合而言,目前的间歇过程换热器网络综合研究还非常有限。因此,在间歇过程中开展相关热集成的研究,成为绿色化工系统工程领域的一个重要方向,对节约投资、降低能耗和减少环境污染等具有十分重要的理论和实际意义。本文在只考虑直接换热的情况下,提出采用T-t图启发法和数学规划法对间歇过程换热器网络进行集成与优化。以时间段模型为基础,通过提出的2种方法得到初始换热器网络,并根据热负荷回路断开规则,去掉多余的换热器,合并共用换热器,对总换热器网络结构进行优化,使最后的总换热器网络的换热单元数目减少。计算最终换热器网络的投资费用和操作费用,继而得到总费用。T-t图法为启发式方法,根据本文提出的相近热容流率匹配规则和流股分割换热规则,以图形化的方式直观方便的得到初始换热器网络;适用于流股数较少体系简单的过程,能够根据相关规则迅速得到初始换热器网络,较夹点法计算过程简单,计算量小。数学规划法基于本文提出的并联换热原则建立非线性数学模型,以年度费用最小为目标函数,通过MATLAB优化工具箱中的fmincon函数求解非线性约束最优化问题,从而得到初始换热器网络;适用于流股数较多体系复杂的过程,通过简化的数学模型能够快速计算求解得到初始换热器网络,较传统数学模型计算简单,根据并联换热原则得到的初始换热器网络结构较优,费用较低;结构优化后的换热器网络投资费用和总费用大幅降低,节能潜力大,应用范围广。对应的验证实例计算结果表明,上述2种方法得到的最终换热器网络换热单元数目和年度总费用均比对比文献减少,说明了2种方法的可行性。本文开发的方法,可为间歇过程换热器网络综合的研究提供参考。