多效蒸发（Multiple Effect Evaporation,MEE）的原理是在系统中设置多个蒸发器,通过重复利用蒸发过程产生的二次蒸汽作为下一级蒸发器的热源,以达到节能优化目的的一种蒸发方式。多效蒸发系统在制备医药注射用水、造纸黑夜浓缩以及海水淡化等领域有着广泛的应用。分析多效蒸发的热力过程可以达到优化系统结构、降低能耗的目的。目前,制备注射用水多效蒸发系统的研究模型属于比较简单的通用模型,缺少对热力过程能量损失的分析。为解决制备注射用水多效蒸发系统产水过程能耗过高的问题,本文对系统建模以及节能优化方法进行了深入研究。主要研究内容如下:1)基于质量平衡、能量平衡以及传热方程对制备注射用水的多效蒸发系统建立了热力过程模型。采用Matlab/Simulink模块对MEE系统的数学模型进行了编程模拟,并通过将仿真计算得到的结果与多效蒸发系统工程应用设备运行采集的数据对比分析,热力性能指标最大误差为6.71%,验证了模型的有效性。2)采用Matlab/Simulink模块对MEE系统热力过程进行仿真,分析了工业蒸汽温度、效数以及预热方式等参数对MEE系统热力性能的影响,并探讨了蒸汽流动阻力所带来的热力损失。研究结果表明:针对目前工程上应用的多效蒸发系统存在对末效二次蒸汽的能量利用不足的情况,使用混合预热的方式可以使多效蒸发系统总效数在五效至十效时热力性能均有提升,并在总效数为八效时达到最优,其造水比提升36.3%。通过对系统内蒸汽流动阻力损失的分析发现,蒸汽阻力损失主要出现在系统的最后两效,减少多效蒸发系统最后两效的二次蒸汽可以有效提高系统的能量利用率。3)设计搭建了额定产水量为120kg/h的三效蒸发系统中试平台,分析热力蒸汽再压缩技术（Thermal Vapour Compression,TVC）对多效蒸发系统热力学性能及产水经济性的影响。通过对比试验发现,在末效二次蒸汽处使用TVC技术,多效蒸发系统的造水比及（火用）效率分别提高了26.7%、21%。在相同产水量、使用时间以及设备使用期限的情况下,对实验装置进行经济性分析,使用TVC技术后系统产水总成本下降了6%。4)进一步采用Matlab/Simulink模块研究了多效蒸发与热力蒸汽再压缩耦合（MEE-TVC）系统的热力过程,探讨了蒸汽喷射式热泵放置位置对系统热力性能的影响,并对六效MEE-TVC系统进行多目标优化。研究结果表明:在多效蒸发系统的末效处使用TVC技术可提高系统的热力学性能。六效MEE-TVC系统中,随蒸汽喷射式热泵放置位置的后移,系统造水比、热效率及（火用）效率均呈先增大后减小的变化规律。对六效MEE-TVC系统的造水比、（火用）效率以及单位产水成本进行多目标优化,与初始方案相比,优化方案的单位产水成本下降7%,造水比、（火用）效率分别增加5.4%、5.8%。由此可以看出,本文采用的优化方法可以减少多效蒸发系统的产水成本,提高其热力过程的能量利用率,对注射用水多效蒸发系统的优化设计有着参考意义。