在碳减排问题上，中国面临着巨大的挑战和困难，必须采取切实有力的措施来保证减排目标的实现，而减少燃煤的CO₂排放量已经成为碳减排的首要目标。我国在继续提高能效和改善能源结构的同时，在战略层面上，应将CCS作为应对强制性碳减排的重要发展方向。富氧燃烧技术是一项具有碳捕集的新型燃煤技术，优势在于获得CO₂的高浓度富集（90%⁹5%）的同时，还具有高效脱硫脱硝的综合功能。富氧燃烧这一新型的锅炉运行方式，表现出了许多与普通空气燃烧不同的特性。相比人们熟知的控制方法，系统设备运行的控制调节亦将面临着新的挑战。本文首先介绍了3MW富氧燃烧碳捕捉全流程试验系统及其控制系统，在此基础上选择水冷却系统的五台冷却塔为研究对象。结合试验系统的运行特点和工艺要求，对五台冷却塔组合运行的水冷却系统结构进行了设计分析，提出了冷却塔并联定流量的结构设计方案。设计方案提出后，如何对塔群进行自动控制成为研究关键。针对这五台冷却塔的不同运行模式组合，我们提出了如下要求：在工况稳定或变化时，如何自动设置和切换五台冷却塔的工作模式使得它们在满足热交换的情况下，尽量减小能耗和水耗、降低噪音？因此必然存在一种最优的运行控制方案使得五台冷却塔的运行状态及切换模式最优。在基于前人对电梯群控及点焊群控的基础上，利用多目标优化理论提出了3MW富氧燃烧水系统中冷却塔群的控制策略，将此控制策略应用于DCS系统使得五台冷却塔能够自动、高效、协调运行。这种最优运行模式不但对该项目中冷却塔群控的环保、节水和节能问题具有重要意义，而且利用DCS自动化控制系统代替传统的人工操作、维护、记录的方式对系统进行监测、控制和管理，在一定程度上既减少了运行管理费用，又降低了操作人员的劳动强度。