随着全球工业的高速发展,环境污染和能源短缺问题日益严重。人们逐渐认识到可持续发展的重要性。在工业生产中,工业汽轮机作为能源消耗"大户",其能耗特性对节能降耗的影响至关重要。论文分析了工业汽轮机能耗建模及相关研究现状,研究了工业汽轮机层次划分、能耗元模型、能耗关联模型及节能优化方法,并以600MW超临界凝汽式汽轮机为例,对论文提出的模型和方法进行了验证,开发了一套以能耗计算为核心的汽轮机能耗计算管理系统。第一章阐述了工业汽轮机模型、能耗计算方法及能耗关联因素分析的国内外的研究现状,研究了传统能耗计算方法在工业汽轮机应用中的不足之处,明确了论文的研究对象和研究目的,最后给出了论文研究内容、组织结构与技术路线。第二章提出了一种能耗权重层次划分方法,基于层次划分和粗糙数理论,对工业汽轮机关键设备进行了层次划分和能耗权重分析,根据面向过程与对象混合的建模方法建立了工业汽轮机关键设备数学模型及参数关系集成模型。第三章建立了变工况下的工业汽轮机能耗元和能耗关联模型。根据设计工况与实际运行工况对能耗值的差异,提出了一种适用于变工况的工业汽轮机能耗混合计算方法,根据系统能量流动的特点构造了工业汽轮机能耗元模型,通过能耗元计算出能耗值,采用反向建模方法建立了工业汽轮机能耗关联模型,并研究了能耗关联因素及关联关系。第四章提取了工业汽轮机能耗关联因素特征变量,并验证了特征变量的有效性,迭代求出最优主成分个数,分析各因素的重要性排序,并建立了关联因素能耗敏感度模型,研究各关联因素影响能耗的机理,并提出了节能优化方法。第五章将研究的方法应用于600MW超临界凝汽式汽轮机,建立了关键设备的仿真模型,验证了相关理论模型及节能优化方法的有效性,计算了各热力参数的可视化结果,并将其应用于变工况能耗计算,开发了一套以能耗计算为核心的汽轮机能耗计算管理系统。最后一章对全文进行总结归纳,并提出了论文的不足之处,为今后研究方向提供了建议。