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在石化企业蒸汽动力系统（SPS）热力学分析与数学规划集成优化策略的指导下，建立了多周期设计与运行协同优化的混合整数线性规划模型（MILP）。通过热力学炯效率、电热供应比2个指标筛选组合子系统，采用设计负荷离散化的方法确定SPS初始超结构，大大降低了优化设计问题模型的规模和复杂度。案例分析部分采用提出的优化设计方法和建模求解策略，得到了最优设计和运行方案，同传统设计方法相比，模型求解时间大大降低，方案可操作性大大提高，证实了文中提出的优化设计策略、筛选规则和优化设计模型的可行性和有效性。