东莞锅炉是个复杂的热工机械系统，其优化设计的目标函数不能用显函数明确地表达出来。影响锅炉设计质量的因素比较多，各种对流受热面烟气流速的选取、各段烟温的选取等等。锅炉设计涉及到燃烧学、传热学、流体力学、环保科学等基础科学之外，烟风阻力计算、水动力计算、受压元件强度计算、壁温计算等等，所以设计时就要考虑这些因素。
显然最优的锅炉设计模型是在满足基本约束的情况下，以经济性作为目标函数。我们知道，在设计锅炉时，选用较低的排烟温度，运行成本降低；另一方面，锅炉尾部受热面温压下降，受热面面积增加，锅炉造价上升，且烟风阻力提高。按以上分析得到最经济锅炉效率的优化模型。
　　约束条件：1排烟温度应高于烟气酸露点；2工质参数满足设计要求；3保证稳定、连续燃烧；4各段烟温、工质温度满足安全性要求，满足强度计算、壁温计算、水动力计算的安全性检验，防止受热面结渣；5尾部受热面双级布置时满足最佳配合条件；6各段受热面的烟速不能大于受热面最大允许速度；7受热面几何尺寸满足工艺及布置要求。
东莞锅炉优化设计模型中既有连续变量又有离散变量，属于混合离散规划问题。而现有较为成熟的工程优化方法，均为连续变量的优化方法。从表面上看，上述优化模型的目标函数为线性函数，实质上以上目标函数十分复杂，各受热面面积的确定是通过锅炉热力计算、烟风阻力计算得到的。上述约束函数也非常复杂，涉及壁温安全性检验（需进行壁温计算）和水动力计算等，几何尺寸为混合变量。针对锅炉优化模型的特点，我们对传统的正交试验法进行改进，来解决锅炉受热面优化模型的求解问题。
　　正交试验法是用正交表来解决混合离散变量的优化问题，近年来在很多领域的优化设计中获得广泛应用，但通常的正交试验法用于复杂的锅炉优化模型时有一定的局限性，主要表现在目标函数和约束函数较为复杂，并且可行域为非连续，常常仅能得到一个局部最优点，且有时该点与全局最优点有时相差较远，因此，对原优化模型做了改进东莞锅炉。