循環(huán)冷卻水系統廣泛應用于化工、電力、煉油等行業(yè)中，其水耗和能耗非常高，研究循環(huán)冷卻水系統的節水節能和運行優(yōu)化具有重要意義。 本文對循環(huán)冷卻水系統中重要設備冷卻塔進(jìn)行建模分析，驗證了模型的準確性，利用該數學(xué)模型對冷卻塔進(jìn)行嚴格計算，在不同空氣狀態(tài)、不同水與空氣進(jìn)料質(zhì)量比和不同進(jìn)塔水溫情況下，分別得到了空氣干球溫度、空氣濕度和冷卻水溫度在塔內沿塔高的變化規律；建立系統的費用模型，以某一單塔單換熱用戶(hù)系統為例，研究系統中水與空氣質(zhì)量比、循環(huán)水量和換熱器面積對系統設備費、操作費和總費用影響規律；針對兩塔三用戶(hù)系統，采用換熱用戶(hù)來(lái)自一個(gè)塔就回同一個(gè)塔方案，得到6種結構組合，隨著(zhù)換熱用戶(hù)和冷卻塔數目的增加，匹配方案將按幾何級數遞增，為快速準確地找到*優(yōu)匹配方案，須采用合理的優(yōu)化算法解決。 針對多冷卻塔循環(huán)冷卻水系統，建立了基于遺傳算法的優(yōu)化算法，以循環(huán)水量、空氣流量、換熱用戶(hù)與冷卻塔匹配方式及首次被引入的換熱器換熱面積作為優(yōu)化變量，并結合冷卻塔嚴格數學(xué)模型同步優(yōu)化求解冷卻塔出塔水溫，找到冷卻塔與換熱器之間的*優(yōu)匹配方式。以二塔三用戶(hù)系統為例，采用遺傳算法同時(shí)進(jìn)行結構和參數優(yōu)化計算，得到了更優(yōu)的匹配方式、出塔水溫、*佳換熱面積及進(jìn)出每個(gè)換熱器的循環(huán)水溫度和流量等，三種空氣狀態(tài)下循環(huán)冷卻水系統總費用分別降低51.7%、47.4%、27.9%。通過(guò)算例優(yōu)化結果可看出，采用遺傳算法對多冷卻塔循環(huán)冷卻水系統同時(shí)進(jìn)行結構和參數優(yōu)化，優(yōu)化效果明顯。 采用上述優(yōu)化算法對大型工業(yè)實(shí)例進(jìn)行優(yōu)化，在三種不同的環(huán)境條件下，對MDI算例兩塔五換熱用戶(hù)的優(yōu)化，總費用分別降低約41%、31%、29%；TDI算例八換熱用戶(hù)分別用單塔進(jìn)行參數優(yōu)化，用兩塔和三塔同時(shí)進(jìn)行結構和參數優(yōu)化后，單塔總費用降低25%，兩塔和三塔總費用降低幅度約75%；以上結果表明，同時(shí)進(jìn)行結構和參數優(yōu)化，可以減少資源的浪費。為實(shí)際工業(yè)循環(huán)冷卻水系統的節能降耗提供可靠的理論依據。