节能降耗是实现经济社会可持续发展的必由之路。作为主工艺生产的生命线,循环冷却水系统对于保证工业生产的安全平稳运行至关重要。然而,由于我国企业早期对循环冷却水系统设计和操作方面的理论研究及经验积累不够重视,部分既有管网系统存在能耗高和自动化程度低等问题,节能潜力巨大。运行优化技术是提高既有管网系统运行指标、降低运行能耗的有效手段,但却无法解决由于工艺流程设计或设备选型不当、关键部件长期运行老化等因素造成的系统性能劣化问题,而针对瓶颈环节的节能改造是提高系统性能的可行途径。为此,本文针对循环冷却水系统的运行优化和节能改造展开研究,以提高管网系统的综合节能水平。本文在对循环冷却水系统工作机理进行分析的基础上,建立了各部件以及整个系统的热力学和水力学模型,并将遗传算法用于运行优化问题的求解,进而提出了一种基于数据包络分析的循环冷却水系统节能瓶颈诊断和改造方法。具体内容包括:（1）对冷却塔、水泵、风机、换热器、调节阀和管道等循环冷却水系统部件的运行机理进行了分析,并着重研究了冷却塔的冷却机理和换热器的热传递过程,进而建立了各部件的数学模型。（2）以循环冷却水系统模型为基础,对管网系统运行优化的决策变量进行了分析,并确定了优化问题的目标函数和约束条件,从而建立了循环冷却水系统的运行优化模型,采用遗传算法对运行优化问题进行了求解,仿真结果表明了所用方法的有效性。（3）针对既有管网系统因工艺流程设计或设备选型不当等因素造成的节能水平较低的问题,提出一种基于数据包络分析的节能改造方法,分析管网系统的节能瓶颈和重点改造环节,进行节能改造,仿真分析表明,经改造后系统的节能水平得到了提高。（4）最后,在已有研究的基础上,设计开发了循环冷却水系统运行优化与节能改造仿真平台,为既有管网系统的节能相关研究提供了仿真平台。