在钢铁企业中,炼铁、炼钢等许多生产过程都会产生大量废热,循环冷却水系统对于整个企业的正常运转起到了不可或缺的作用。然而,由于多方面的局限性,循环水系统中往往存在很多问题,如系统设计不合理,设备选型不配套,系统常运行于非优状态。本文以整个工业循环水系统为研究对象,首先建立系统中关键部位冷却塔、换热器、水泵和管路的热力学模型和水力学模型。其次建立水泵的优化模型算法,包括换热器、水泵和冷却塔的设计优化和整体供水管网运行优化模型。接着,笔者分析了传统并联式供水管网的能效瓶颈及其产生的原因。提出串联式和中间单元式两种供水管网的结构模型。以包含四台换热器的供水管网为例,对于串联式供水管网采用水夹点技术,建立其对应的管网模型;对于中间单元式供水管网,建立其供水的优化模型,并确定其管网结构。之后在系统中加入新的换热器,分析新的管网结构的能效和结构,并对三种结构的优缺点进行对比分析。使用仿真软件EPANET进行仿真验证,得出的结论是中间单元式结构在解决能效瓶颈问题方面的优势。最后,笔者建立了基于循环水系统的能效经济运行评价体系。确定了循环水系统的影响因素以及换热器,冷却塔等结构的评价指标,分析了能效瓶颈的确定方法。对循环水实验的软件平台提出了改进的思路和建议。本文建立的评价体系为提高工业循环水系统的经济性提供了重要指导,并且提出了一种新的管网结构,有效地解决了能效瓶颈问题,对实际工业循环水系统的高效和节能具有重要的意义。