在全球能源危机环境下,提高能源利用率对实现可持续发展意义重大。循环冷却水系统中冷却供给量与工艺介质冷却需求量之间往往存在“大马拉小车”现象,造成大量的冷却资源浪费。现有循环冷却水出口压力变频控制系统仅控制了出口压力,未考虑工艺介质负荷变化以及生产环境温度变化对冷却水流量需求的影响。本文依据工艺介质温度调节冷却水流量,进一步降低循环冷却水泵机组能耗,提出了一种基于多工艺介质温度目标循环冷却水最小压差控制系统。本文主要的研究内容及研究成果包括:（1）在原有出口压力变频供水控制系统有效控制循环冷却水出口压力的条件下,提出一种基于多工艺介质温度目标的循环冷却水最小压差串级节能控制系统。该串级控制系统包括工艺介质温度控制外环和给回水压差控制内环,以将所有工艺介质温度控制在各自安全指标范围内为目标,通过调节上塔阀,改变循环冷却水流量为满足冷却需求的最小值,减少水泵机组处理多余水流量产生的能源浪费。（2）对于（1）中所提工艺介质温度控制外环,提出一种基于改进堆叠自动编码器的循环冷却水系统工艺介质温度预测控制方法。首先,对工业现场数据进行清洗;然后,将多个自动编码器堆叠,构建深度学习网络架构,采用“逐层贪婪无监督预训练-参数微调”方法训练网络参数,并基于均方根反向传播（Root Mean Square Back Propagation,RMSProp）优化方法对网络参数进行微调,减小陷入局部最优的概率;最后,利用中海油天野化工厂1#换热器历史数据进行测试,与浅层神经网络、未改进的SAE方法所得结果进行比较,本文提出的ISAE方法的预测准确性高,预测的工艺介质温度平均百分比误差仅为0.85%,且泛化能力优于未改进的SAE算法,精确的温度预测对于将工艺介质温度稳定控制在安全生产温度指标范围内具有重要意义。对于（1）中所提给回水压差控制内环,给出一种循环冷却水给回水压差智能PID控制方法,根据给回水压差模型仿真结果验证该算法具有较好的快速响应性和稳定性。（3）将（1）中所提循环冷却水最小压差串级节能控制系统以分层递阶DCS控制架构应用于天野化工厂,根据近一年的用电量记录、工艺介质温度超标记录以及故障运行记录,验证了本文所提循环冷却水节能控制系统的节能性、所提算法的有效性以及工程软硬件配置的合理性。