水和能量是人类赖以生存的物质,目前地球上淡水资源的储量以及能源的储备正在不断减少,加之环境污染导致可利用的淡水资源减少以及大多能源的不能再生性,水资源和能源的短缺问题成为全人类面对的重大难题。在实际工业生产中,循环冷却水系统的耗水量较大,且系统中水泵的耗能占工业生产总耗能的比重很大,因此对循环冷却水系统进行研究和优化对节约水资源和能量资源具有重要意义。本文以S公司年产40万吨苯酚丙酮项目精馏工艺中的循环冷却水系统为课题研究背景,借助流程模拟软件Aspen Plus,利用水力学模型和水夹点技术对该循环冷却水系统进行分析优化。本文所做的研究内容如下:首先对S公司的循环冷却水系统进行现场勘查和数据采集,结构化再现了该系统的布置方式。对系统中的泵网络进行模拟分析,发现原系统运行的泵网络不仅能够满足最大压头所需要的扬程,甚至高于最大压头,此时系统中压头较小的冷却器必须关小出口节流阀的开度,增大了管路的局部阻力。对泵网络进行水力学分析,优化了该循环冷却水系统的主泵网络,实现节电33.7%。对冷却器网络进行水夹点分析优化时,用“温度”替代水夹点分析法中的“浓度”,构造了出口温度限制条件下的极限复合曲线和极限供水线,在循环冷却水系统中提取两个子系统(冷却器网络1、2),根据水夹点规则对系统调优。对冷却器网络1进行水夹点优化可节省36%的新鲜水量,对冷却器网络2用“夹点迁移”方法解决了水夹点技术优化过程中无夹点形成的情况,优化后的网络可节省20%的新鲜水。对于优化后保持总扬程不变的冷却器网络,因部分冷却器进行了串级改造,容易引起这部分管路沿程阻力的增加以及最小压头的改变,需要对改造后的网络进行压力分布分析,确定冷却器扬程改变对泵压头的影响。本文采用分步优化的方法并基于一个生产实例对循环冷却水系统进行优化研究,实现对循环冷却水系统的能源和水资源高效利用;根据该冷却水系统各个用水网络并联的结构特点,通过提取子系统的方法,再逐步优化整个循环冷却水系统,结合流程模拟软件使得优化过程更加便捷。