工业生产或制冷工艺过程中产生的废热，一般要用冷却水来导走，挟带废热的冷却水在冷却塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气，经过冷却的水再回到系统从而形成水资源的循环利用。工业生产的连续性要求冷却塔需全天候工作，我国东北严寒地区冬季环境温度低、昼夜温差大，经常发生湿式冷却塔严重结冰而损坏水塔配水系统、淋水系统等事故，甚至发生整个塔体结构受损，严重影响机组经济运行。结合北方寒冷地区冷却塔运行特点和产生冰冻的原因，在设计中对冷却塔进行技术保证，可有效防止冰冻产生。1-4

冷却塔结冰的部位通常是：在塔的进风口上缘；淋水装置边缘、底部；百叶窗处以及立柱、横撑等处。造成这些部位结冰的原因有以下几点：1.塔的进风口上边缘区域，淋水填料外围水量过少，水沿筒壁流到筒壁下缘或塔筒支柱上，遇到冷空气侵袭后极易结冰。2.冬季循环水量过小，冷却塔分区配水水量分配不当，部分填料处水量过小，造成填料底部、填料支撑架、柱上、百叶窗等处结冰。3.分区配水的冷却塔，内区配水关闭。外区喷水溅到内区填料上引起结冰。冷却塔结冰影响填料的冷却效率，从而影响塔的冷却效果，降低塔的使用寿命。结冰严重时，甚至会坠毁塔的填料，破坏塔壁、挡水檐和支撑梁，给安全经济运行造成严重威胁。因此，采用切实可行的防冻措施极其重要。5-11

目前的开式冷却塔的防冻措施主要从冷却塔塔型的选择，设备配置和管理使用这些方面入手。在塔型上，选用冷却塔时需选用进风口无或少飞溅产品，冷却塔设备布置时需尽量避免或减少热回流现象；选用飘水率低的产品；选择合适风机材质，防止风机冻损；选用横流式冷却塔务必配置布水室盖，避免布水室积雪冰冻。设备配置最常用的方法是在冷却塔水槽内增加配置水盘防冻电加热器，除此之外还有配置风机定时倒转控制柜，配置负荷控制变频系统，冷却水进出水管之间加装旁通电动调节阀等方法。而闭式冷却塔的防冻分两部分：喷淋水系统和内部循环水系统。根据用户不同工艺特点，闭式冷却塔有的冬季全天运行，有的部分时间段运行，有的完全停止运行。但都需要考虑防冻问题。如果在冬季闭式冷却塔不需要运行，停机时，必须将喷淋水和内部循环水排空。如果设备不间断工作则无需防冻，环境温度介于 0℃～-5℃时，停机 10 小时以上必须有防冻措施，环境温度介于-5℃～-10℃时，停机5小时以上必须有防冻措施，环境温度低于-10℃时，停机1小时以上必须有防冻措施。12-22

除此之外，还可通过水量控制，风量控制和热负荷控制来优化冷却塔的运行方式。通过优化冷却塔的运行方式改变冷却塔的运行工况，可以改善冷却塔冬季结冰情况。该方式基于原有系统，无需改变冷却塔硬件结构，节约成本。但是，该方式只能用于预防冷却塔进风口处百叶冰，无法改善因飘水导致的冷却塔周围检修平台、爬梯以及地面结冰。因此，需要通过对冷却塔的结构进行改造来达到预防结冰的效果。通过在进风百叶里新增一套收水环，增加淋水点与百叶窗间距，一方面可减少塔内百叶窗附近的冷却 水随气流飘出塔外，另一方面可减少冷却水的飞溅，降低飘水率，达到减少结冰的效果。在冷却塔的进风口处一般设置进风百叶，防止溅水、防阳光照射集水盘。但在冬季，防止溅水和飘水效果无法满足防结冰的需要。飞溅出的水落在进风百叶上会结冰，且飞水与冷空气直接接触会在地面结冰而将进风百叶拆除后，把进风口改为进风格栅，可改善结冰状况。外界的自然风是引起逆流塔漂水的重要因素，对于横向风的控制，可以在冷却塔中部新增一面防横风隔板，减少横向气流，防止风将水带出冷却塔，使飞溅减少，从而达到预防结冰的目的。23-29

随着社会经济的不断发展，大型的工业项目不断上马，用水量日益增加，水资源的循环利用显得尤为重要，冷却塔作为循环水系统的关键设备，保证其冬季的安全稳定运行不仅对节约水资源意义重大，而且是保证生产安全、经济运行必不可少的部分。对冷却塔从设计、施工、运行及甲方管理等方面共同采取措施，并针对冷却塔易结冰的部位，消除和破坏结冰的条件。设计人员针对各个环节会出现一些问题, 认真分析并加以解决，避免造成不必要的损失，将直接提高工程的效益。