工业生产中会产生大量废热需要冷却排出以保证生产的连续进行,因此,循环冷却水系统在钢厂中大量采用且长期运行。这使得系统能耗占生产总能耗的相当比例,而系统却常常因设计不合理,设备选型不配套,运行中缺乏对状态及时的评估维护等原因使系统能效降低。在上海市科学技术委员会科技攻关计划（13dz1201700）基金资助下,以钢厂循环水系统的节能经济运行为目标,围绕整个系统的设计、运行控制、性能优化、经济运行评价等方面开展共性技术研究。主要研究内容包括:（1）建立循环水系统仿真模拟平台。对系统的基本组件,包括冷却塔、换热器、水泵、阀门、喷头和管路,分别建立水力学和热力学模型,并基于基本物理定律和拓扑结构理论,建立起系统运行能耗模拟计算模型,给出求解算法和求解过程,最后以实例证明方法可行,为节能优化奠定了理论基础。（2）基于工业循环水系统设计规范设计建成一套循环水系统组合节能实验装置。通过装置对比实验获得不同运行工况的能效,及不同节能技术对能效的影响程度,为换热管网结构优化和系统节能优化提供支持。（3）提出基于串并联和中间温度式两种换热管网优化方法,实例模拟分析表明,采用串并联式可降低约三分之二的送水量,节能效果明显。（4）建立起循环水系统设计优化模型和运行优化模型,采用分层嵌套算法和遗传算法求解该类混合整数非线性规划问题。采用Delphi,MATLAB对EPANET水利分析软件进行二次开发,并在MySQL数据库支持下,建立了系统的软件优化平台,可为循环水系统节能决策提供支持。（5）通过建立冷却塔内三维流动分析模型和结构模型,分析气-液速度比、空气入口角、喷淋密度等参数对其冷却性能的影响,并对其运行噪声进行模拟,分析结果与实际情况基本相符,有助于指导冷却塔的设计优化。（6）建立起循环水系统的能效经济运行评价体系。基于装置实验分析结果,确定循环水系统各组件能效的影响因素及相应评价指标,并基于模糊综合评价方法建立起循环水系统能效、经济运行评价体系。实例分析表明评价体系为确定循环水系统节能方向有指导作用。本文围绕工业循环水系统的节能经济运行开展关键技术研究,较全面地探讨了循环水系统的设计及优化、性能分析、系统实验和能效评估分析等方面的内容。课题研究直接面向实际工业循环水系统,研究中注重理论与实际的结合,研究方法和结论对系统的节能和经济运行具有重要的指导意义。