利用换热网络对生产余热和废热进行回收再利用,是化工生产过程中节能降耗的一种重要手段。换热网络作为生产环节的重要能量回收子系统,其终温控制是典型的多入多出系统,具有大滞后和非线性等特点,各回路之间耦合关系严重,相互影响,严重制约了系统控制品质和操作弹性。通过换热旁路设计可以解决系统操作弹性空间和冗余度问题,但新增旁路进一步增加了系统结构的复杂度,在实践中对控制系统回路变量匹配也造成了更大的困难。本课题以能量守恒和传热方程为基础,建立了换热器动态模型,首次采用工业PLC编程软件,通过连续差分方法求解模型动态响应,利用组态王设计了仿真界面,实现了换热网络的动态过程在回路仿真,为换热网络设计提供了一种直观和有效的参考。另外,在换热网络控制回路筛选和变量配对过程中,结合灵敏度分析方法,提出了共振型耦合的概念和简易判别的方法。使用该方法进行控制回路变量匹配设计,简化了变量配对的设计过程,能有效避免共振型耦合的负面影响,进而实现网络换热终温的闭环柔性控制,为换热网络的旁路优化控制设计提供了一种有效思路。