Za potrebe kvalitetnog optimiranja proizvodnih procesa s ciljem uvođenja novih tehnologija karakteriziranih smanjenim emisijama štetnih plinova i povećanom energetskom učinkovitošću, nužno je izvesti odgovarajući matematički model procesa. Takav model bi trebao biti jednostavan za implementaciju te se isključivo zasnivati na fizikalnim karakteristikama postrojenja, umjesto oslanjanja na empirijske relacije. Stoga se u ovom radu predlaže nelinearni dinamički model isparivačkog kruga generatora pare rafinerijskog energetskog postrojenja, s prirodnom cirkulacijom vode i jednim bubnjem, a koji se zasniva isključivo na fizikalnim zakonitostima očuvanja mase, energije i količine gibanja. Uslijed jednoznačnosti njegove definicije, model se lako može poopćiti za analizu sličnih postrojenja, pri čemu je potrebno prilagoditi ključne operativne parametre kao što su radni tlak, temperatura, kapacitet proizvodnje pare i značajke pomoćne opreme. Učinkovitost modela potvrđena je kroz numeričku simulaciju pojava koje se događaju u različitim dijelovima generatora pare za slučaj stvarnog procesnog poremećaja, pri čemu su ulazi u model zasnovani na standardnim pogonskim mjerenjima.