裂解装置是乙烯生产过程的核心,其能耗占整个生产过程能耗约60%,因此降低裂解装置的能耗、提高其能效水平,对降低整个乙烯生产过程能耗意义重大。然而,目前裂解生产的能效管控研究和应用存在多介质能源流与物质流耦合分析不充分、多生产工况能效评估解决不足、诊断粒度粗糙、能效调度优化不完善等问题,已成为制约我国裂解生产能效水平提升的瓶颈。为此,本文以裂解生产的能效评估、诊断和调度研究为选题,面向实际生产中的具体问题,结合现实需求展开研究,提出了集能效评估、诊断与调度于一体的裂解生产能效管控方案,主要研究工作如下:针对乙烯裂解生产多能源介质、多能源流物质流交错耦合等工艺特点,导致能效指标具有多空间层级、多生产维度、多时间尺度特性的能效管控问题,根据空间结构和组成关系,依次聚焦整个生产流程、独立设备及内部组件,将裂解生产划分为过程级、设备级、组件级。逐级界定对象边界,并根据各能源流在生产中所起作用展开能源流属性分类,从能源流转化、物质流转化以及物质流与能源流耦合出发,建立了三层级、六维度、两尺度的能效指标体系,为不同层级下的综合能效评估、诊断及调度研究奠定基础。针对裂解炉在多介质能源流、多生产工况下的能效评估问题,提出了基于双虚拟动态基准的能效评估方案。首先,根据设备级能效指标对生产决策单元的投入和产出进行设计,将多生产工况导致的能效指标变化及多能源流导致的能效指标多维度特性进行融合,提高能效评估结果的完整性。然后,建立基于裂解炉能效基准软测量模型的能效优化模型,求解随工况变化动态调整的能效基准上沿和下沿,从而获得不同生产工况下操作条件的变化对裂解炉能效评估的影响。相比以往工况分类方法,所提出的评估方案可直接对多种生产工况下的裂解生产同时进行能效评估,并提供反映操作水平的能效评估结果。实际计算结果表明,该评估方案可支持多指标多工况下裂解炉的能效评估,可从多个角度给出能效改进方向。针对故障和异常操作交替或同时出现、以及内部三室效率波动导致裂解炉低能效的诊断问题,提出了一种两级能效诊断方案。依托设备级诊断指标,建立故障和操作基准以及联合准则以识别三种类型的低能效情况。结合低能效指标类型分析,建立最小化损失模型求解非故障标杆和操作标杆,通过计算能效偏离值分离出故障和异常操作的不同贡献。在此基础上,分别应用全微分和分步转化法,以确定异常的输出和操作条件及其贡献。然后,通过整炉与三室的能效关联分析,采用基于组件级能效标杆的全微分确定异常的室及其贡献。最后,综合两级异常分析给出最终的诊断结果。实际案例验证了该诊断方案相比传统方案的有效性,能更准确地定位瓶颈因素,并提供更有效的节能改进策略。针对生产安排和操作设置相互依赖下双辐射室（Double Radiation Chamber,DRC）结构的裂解炉群能效调度问题,提出了一种基于多流股分配、多操参设定以及DRC协调运行的裂解过程多目标能效调度方案。首先,结合过程级指标和调度需求,提出了能效调度指标,用于衡量长周期内过程的总体能效水平。然后,根据动力学机理分析构建以辐射室为最小单元的全裂解模型,以确定具备DRC独立运行能力的裂解炉中多物质流能源流以及多操作参数之间的关联。最后,结合生产调度规则等约束,建立包含蒸汽热回收和排烟热损的调度模型,并在引入整数变量映射、惩罚函数和松弛因子的基础上采用多目标进化算法求解。案例结果验证了该调度方案的有效性,实现了长周期内炉群多流股分配、多操参设置和DRC协调运行之间的全局最优平衡,调度后的裂解过程在相同产品产量和转化率下净能源投入分别减少3.37%和2.63%,同时能源损失降低1.56%。