随着国民经济的快速发展，我国对能源的需求呈加速上升趋势，能源供给与经济发展之间的矛盾非常突出。能量是工业的源动力，对工业装置中大量副产的各种品位的热量的再利用历来都是节能工作的重要研究方向之一。以中间热媒体为介质的换热网络系统在能量回收利用方面起着不可替代的作用，常见的热媒系统有低温热利用、蒸汽动力系统、热载体油循环系统和冷却（冻）水循环系统等方面，特别是占石化企业节能潜力近20％的低温热余热回收利用，更属目前需研究实施方向上的重中之重。　　 中间热媒体换热网络系统是通过各种中间热媒（水、蒸汽、热载体或盐水）将热源与热阱的热冷量进行集中交换利用，并达到能量回收和再利用目的的换热网络系统。基于大系统构架内的中间热媒换热网络一般是多用户、多变工况、长周期运行的换热网络系统，其设计和优化的核心在于热媒换热网络系统在对应的能源、设备的价格和技术条件下的结构选取和工艺优化设计，目的是在不违背基本热力学原理和工程实际的前提下，设计出经济、高效，能够满足各用户用能需求的、综合投资收益最好的热媒换热网络系统。　　 本文以“三环节”理论为指导对以中间热媒为介质的换热网络研究的必要性进行实证分析，证实了在大系统能量集成优化前提下采用中间热媒换热网络可以相对少量的投资，较大程度的提高工业装置的能量回收和再利用能力。并依据流对象模型，建立了中间热媒换热网络系统各子系统的设备及单元模型。　　 论文以中间热媒换热网络（）分析为基础，以（）经济学为衡量准则，完善了的基于热（）价格和换热设备投资的“最优传热温差”概念的定义及应用，并设计开发了HEDO Plus换热器选型平台指导换热器的选型与优化。　　 论文的研究工作明确了热媒换热网络优化的目标是工艺和结构的协同优化，通过对热媒换热网络特点的总结和发掘，按照换热网络的定义，开发了基于热媒换热网络系统工艺捷算法和以热回收量为目标函数的热媒换热网络图形法优化法。对实际热媒换热网络的优化则以（）经济学为基础开发了结构与工艺协同下的网络系统优化，并建立MINLP模型使用数学规划法实证分析。　　 论文以“最优传热温差”的（）经济学研究成果为基础，提出了根本有别于夹点技术的“基于最优传热温差法的换热网络合成优化”复合热力学调优法，通过对结构的热力学合理约束减小结构序列试探空间从而绕开N-P hard困难，该模型引入半严格传热模型并以经济目标函数作为热媒换热网络结构与优化的最终判据，结果表明这种方法是便捷可靠的。研究工作以此为基础，建立了具有子系统的升级拓扑结构的热媒换热网络以提高系统内部的能量利用能力和利用效率，探索出一套基于子网络系统的关键点比较试探优化法，对热媒换热网络的研究进行新的突破。　　 论文工作以热媒换热网络合成优化部分的理论研究为指导方法，提出具有工程实用价值的热媒换热网络的方法。以低温热媒换热网络系统为例，介绍了基于炼油厂框架内的低温热媒换热网络的工程设计与优化步骤。论文的这一部分还对热媒换热网络的柔性特点及其在评价热媒换热网络设计与操作中的作用进行了论述与实证分析。区分了热媒换热网络设计中系统柔性与柔性系统的概念，并结合具体实例阐述了系统柔性和柔性系统的选择适用标准。　　 本论文以“基于最优传热温差技术的换热网络优化合成方法”的研究结果搭建了热媒换热网络计算机辅助设计优化平台，包括建立平台运行所需的编码库、数据库和可控化人机交互界面。辅助平台以某企业低温热媒系统实际数据为例进行热媒网络系统的合成与优化并得到了优化的结果。