随着经济的快速发展,能源的消耗量和需求量在明显增加,资源短缺和环境问题日益突出,资源严重短缺已经成为我国经济社会发展的重要制约因素。因此,如何减少能源的消耗量,降低对能源的依赖性,同时减少对环境造成的影响,成为社会生产各环节急需解决的问题。工业领域的能源消耗占全球能源消耗的三分之一,而流程工业是工业领域的重要组成部分。从系统工程的角度来看,流程工业过程一般可以分为生产过程、蒸汽动力系统和换热网络。对蒸汽动力系统和生产过程进行集成优化,降低工业生产过程中的能源消耗,提高蒸汽动力系统的能源利用效率,减少蒸汽动力运行过程中的污染物排放,降低对环境造成的影响,对于资源短缺和日益突出的环境问题具有重要的意义。同时,降低蒸汽动力系统的运行成本,是企业提高市场竞争力的重要手段。本文在对国内外蒸汽动力系统运行优化研究的基础上,对优化模型进行改进完善,充分考虑了生产过程与蒸汽动力系统的相互关系,采用迭代建模优化方法,建立了集成优化模型,对蒸汽动力系统与生产过程进行集成优化；同时在模型中,考虑蒸汽动力系统的运行所排放的污染物对环境造成的影响。本文的主要工作如下：首先,建立蒸汽动力系统运行优化模型。采用数学规划法的思想,利用基于超结构的方法,把蒸汽动力系统的运行状况转变为混合整数线性规划模型,在模型中,考虑了设备的效率随负载的变化,使得模型更加接近于实际的运行工况。其次,建立蒸汽动力系统与生产过程的集成优化模型。蒸汽动力系统向生产过程提供其所需要的蒸汽、电力等能量,其与生产过程的关系是密不可分的,所以在该课题中,充分考虑了生产过程的因素,能够做到蒸汽动力系统与生产过程的集成优化。针对集成优化模型的求解问题,本文采用了基于遗传算法的迭代建模优化方法,将模型分为两层,在两层模型之间进行迭代求解,从而获得更好的最优解,并通过仿真分析,验证了本文方法的有效性。再次,引入环境影响因素。考虑蒸汽动力系统的运行所排放的污染物对环境的影响,对环境影响和运行成本进行综合优化,使得在降低系统运行成本的同时,降低对环境造成的影响,通过仿真算例,验证综合优化的有效性。文章最后对研究工作进行了总结,提出研究工作的优势和不足,明确了下-步工作的任务,为下一步的研究提供参考。