وربین بخار تکیه می کند و عملیات واحد را در تمام محدوده تغییرات شرح می دهد. مدل THM حداکثر شدت جریان بخار یک توربین ساده، تغییر آنتالپی ایزنتروپیک بین ورودی وخروجی توربین و بازده ایزنتروپیک را محاسبه می کند .
2) نمایش شبکه انتقالی فرآیند کل:
مدل انتقالی10، انتقال بهینه حرارت از منابع (گرم) به مقصد را مشخص می کند. در یک مدل انتقالی جریانهای گرم فرآیند کل می توانند بوسیله پروفیل های دمایی نمایش داده شود. همانطور که در شکل 1-2 نشان داده شده است، می توان با استفاده از بازه های دمایی، گرما را از منابع گرم فرآیند به سطوح بخار و از سطوح بخار به چاه گرمای فرآیند انتقال داد. این بازه ها در حقیقت قیود ترمودینامیکی در انتقال گرما هستند، به خصوص قانون دوم ترمودینامیک، انتقال گرما از دماهای بالاتر به پائین تر را صحیح می داند وبنابراین قیود ترمودینامیکی باید در مدل شبکه در نظر گرفته شوند. این امر با تقسیم بندی محدوده دمایی کل به بازه های دمایی انجام می شود. در پروفیل های فرآیند کل، دمای بازه ها، دماهای نقاط بحرانی هر منبع و چاه گرما هستند که تمامی آن ها دارای شرایط سطوح بهینه فشار می باشند.
همانطور که درشکل 1-3 نیز مشخص شده است، نقاط A, B, C, D, E, F, … نقاط بحرانی (نقاط تحول) هستند. این روش (روش تقسیم بندی11) انتقال حرارت ممکن در هر بازه با حداقل اختلاف دمای ((Tmin) داده شده را ممکن می سازد.

می توان گفت هدف از این روش، استفاده از یک شبکه انتقالی برای فرآیند کل، به منظور بدست آوردن سطوح بهینه بخار می باشد. در حقیقت کوکوسیس و مووروماتیک، یک مدل هدف گذاری جدید (THM) برای توربین های بخار و یک روش جامع برای جستجوی سطوح بهینه بخار پیشنهاد کرده اند که این روش برای مسائل بزرگ بدلیل نیاز به محاسبات عظیم، بسیار مشکل است. علاوه بر این، استفاده از مدل هدف گذاری دیگ بخار برای محاسبه هزینه سوخت (بمنظور مشخص کردن حداقل هزینه سرویس جانبی) در کار آنها صورت نگرفته است.
شانگ و کوکوسیس12 در سال 2004، یک روش بهینه سازی سیستماتیک برای بهینه سازی سطوح بخار سیستم سرویس های جانبی فرآیند کل ارائه کردند که نیازهای متغیر بوسیله ی سیستم سرویس جانبی را با احتساب تعامل های بین سیستم سرویس های جانبی فرآیند کل و فرآیند های واحد تأمین می کرد. در این روش با بهره گیری از تکنیک های تجزیه وتحلیل فرآیندکل، یک MILP چند مرحله ای کلی برمبنای یک مدل انتقالی جدید ارائه شده بود که سطوح بهینه بخار را با هدف حداقل کردن هزینه سرویس های جانبی مشخص می کرد. این مدل می تواند برای حداقل کردن مصرف سوخت مورد نیاز (MFR) هم بکار برده شود [14].
به عنوان یک جمع بندی نهایی می توان به این نتیجه رسید که مسئله تجزیه و تحلیل سیستم سرویس های جانبی می تواند به عنوان یک MILP فرمول بندی شود و بر بسیاری از محدودیتها یا مشکلات روشهایی که تا کنون مورد بررسی قرار گرفته و ارائه شده اند، غلبه کند، با این شرط که حتماً در ابرساختاری که درنظر گرفته شده است، حالت بهینه وجود داشته باشد زیرا در غیر این صورت به بهینه ترین حالت ممکن نمی توان رسید.
اما آنچه که مشخص است درتمام مواردی که تاکنون مورد بررسی قرارگرفته است همواره خواص فیزیکی و ترمودینامیکی سیال ازقبیل دانسیته، ظرفیت حرارتی، ویسکوزیته و هدایت حرارتی در طول فرآیند ثابت درنظر گرفته شده و تغییرات آنها با دما و فشار لحاظ نشده است. این امر ممکن است شکاف بزرگی بین مقادیر محاسبه شده (تئوری) و حالت واقعی ایجاد کند. آقایان امیدخواه ، حجتی و زراعتکار در سال 2008 در بهینه سازی سطوح فشار و شبکه بخار ، متغیر بودن مشخصات فیزیکی و ترمودینامیکی را مطرح و تأثیرات آن را مطالعه و بررسی نمودند . آنها در ابتدا مشخصات فیزیکی و ترمودینامیکی بخار را ثابت فرض نموده و با روش های ریاضی ساختمان مدل نهایی را تهیه و سپس مشخصات فیزیکی و ترمودینامیکی را متغیر در نظر گرفته سطح فشار بخار و بار حرارتی را با حل مدل ریاضی بدست آمده ، بهینه نمودند . بررسی نتایج موارد مطالعه تا 17 درصد تفاوت در بار حرارتی بین دو حالت را نشان می دهد ] 15[ .
میچلتر ، کاروالهو و پینتو در سال 2008 روش مدلسازی ریاضی را بر روی سیستم عملیاتی سرویسهای جانبی در پالایشگاه RECAP ( برزیل – سائو پائولو ) با در نظر گرفتن تأثیرات متقابل عملیات واحدهای فرآیندی اعمال نمودند . مدلسازی ریاضی آنها بر اساس روش MILP و با استفاده از موازنه جرم و انرژی و شرایط عملیاتی هر واحد ( در حال بهره برداری ) انجام گرفته است . مدل آنها شرایط عملیاتی واحدها را با توجه به حداقل رساندن هزینه های سرویس های جانبی بیان نموده و ضمن مشخص نمودن موارد اتلاف بخار ، وضعیت عملیاتی واحدها را با شرایط بهینه کار کرد مقایسه و میزان انحراف را مشخص می کند و بر اساس نتایج اعلام شده آنها ، می توان به کمک نتایج مدلسازی ریاضی و سپس تصحیح شرایط جاری عملیاتی تا 10 درصد در هزینه های پالایشگاه صرفه جوئی نمود . در حال حاضر مدل ارائه شده آنها در قسمت برنامه ریزی عملیات پالایش در پالایشگاه RECAP جهت به حداقل رساندن هزینه های تولید محصولات نفتی بکار برده می شود . ] 16[
در این پروژه سعی خواهد شد تا در تعیین شرایط بهینه شبکه بخار در پالایشگاه شیراز، تغییرات خواص فیزیکی و ترمودینامیکی با تغییر دما و فشار نیز لحاظ گردد و از یک متد حل تلفیقی، از دو روش:
1) ترمودینامیکی به منظور کاهش فضای جستجو و دستیابی سریعتر به جواب بهینه،
2) برنامه ریزی ریاضی با تابع هدف سود بیشینه (دستیابی به حداکثر سود) با قیود مربوطه که در آن تغییرات خواص فیزیکی و ترمودینامیکی نیز درنظر گرفته شده است، برای حل استفاده نمود.
لازم به ذکر است به جای تابع هدف حداکثر سود، می توان با توابع هدف دیگری به همراه قیود مربوط به آنها مانند حداقل هزینه و یا تعیین سطح فشار بهینه نیز مسئله را حل کرد.
بدین منظور در فصلهای بعد به چگونگی مرتبط ساختن تغییرات خواص فیزیکی و ترمودینامیکی سیال به تغییرات دما و فشار ، استفاده از مدلهای مهم و مقایسه نتایج پرداخته خواهد شد.

1-1) هدف از یکپارچه سازی و تعیین سطوح بهینهء فشار
امروزه واحدهای صنعتی، برای باقی ماندن در بازار رقابتی بین المللی، باید هزینه های جاری خود را کاهش دهند. یکی از این موارد سیستم سرویس جانبی است که تاثیر قابل توجهی در قیمت تمام شده محصولات دارد.
معمولاً تابع هدف در طراحی سرویس جانبی مبتنی بر لحاظ نمودن جریانهای فرآیندی است که اگر تعامل چندین واحد بطور همزمان در نظر گرفته شود( مانند آنچه که در مجتمع های عظیم پتروشیمی و پالایشگاهی مشاهده می شود) به آن Total site می گویند.