能量系统优化技术仅仅几十年就获得了突飞猛进的发展,已成为工业界和学术界关注的焦点。针对我国节能现状严峻,尤其工业领域中广泛存在整体能源耗量大、利用率低和用能不合理等现象,其有广阔的应用空间。本文提出全局能量系统递进式协同优化策略,重点分析单元设备、局部子系统、全局系统三层次间相互影响制约关系以及系统的协同优化方法与策略。从故障诊断、优化改造和系统评价这三大方面,建立一套以无缝钢管生产为例的复杂能量系统分析和优化方法。本文的研究内容主要包括以下5方面：1)本文首先研究了能量系统优化的原则和方法,对怎样合理划分系统以降低局部优化时环节间的耦合度,提出了能量系统四环节协同优化策略。2)本文针对系统存在的问题,以热经济学结构理论为基础建立了“三角”结构模型,为全局系统优化提供了更加清晰合理的脉络。其避免能量利用层级顺序发生的片面结构思想,简单明了的展示了能量子系统间的并行耦合关系,并在兼顾全局的前提下更侧重于能源供入和消耗端的研究分析。3)以钢管厂各系统主要单元设备的热平衡和(?)平衡为优化突破口,诊断其能源利用效率低和能耗量大的根源。在系统各环节现状分析的基础上运用“三角”结构模型对其作全局协调优化处理,并根据系统优化的原则提出可行性改进方案与措施。4)本文以加热炉钢坯加热为重点单元综合评价模型,综合多种因素对加热工艺目标函数的确定及其优化策略进行了深入分析,并通过MATLAB软件对其编程求解来获得符合生产目标的最佳工艺制度；5)本文综合考虑能耗和经济两大因素,合理选择各项权重指标建立模糊数学综合评价方法,并对提出的厂区系统能效解决方案进行综合效益最优评价选择。本文所得的结果可作为进一步深入研究相关能量系统优化理论和方法的基础,也可为钢管行业的全局优化改造提供实例参考。