敞开式循环冷却水系统是目前应用最广、类型最多的一种冷却系统，它又叫冷却塔系统，因为它常用冷却塔作为水的冷却设备。其他部件还包括冷水池、循环水泵、输送管道、冷却用换热器等。运行流程通常是：冷却水由循环泵送往系统中各换热器，以冷却工艺热介质，冷却水本身温度升高，变成热水，此循环热水被送往冷却塔顶部，由布水管道喷林到塔内填料上；空气则由塔底百页窗空隙中进入塔内，与落下的水滴和填料上的水膜相遇进行热交换，水滴和水膜则在下降过程中逐渐变冷，当到达冷却水池时，水温正好下降到符合冷却水的要求；空气在塔内上升过程中逐渐变热，最后由塔顶逸出，同时带走水蒸气。根据其来源，冷却水系统中金属冷却设备里的沉积物大致有以下几种(1)由补充水带入的无机盐类，由于以下的原因，在冷却水中析出而生成水垢：①在运行过程中，冷却水被蒸发浓缩，从而使一些溶度积小的无机盐浓度超过其溶解度，在传热表面上析出为无机盐垢，例如：硫酸盐垢、硅酸镁垢等；②补充水带入的碳酸氢钙在冷却塔中曝气和在换热时，放出二氧化碳，分解
为溶度积很小的碳酸钙垢。(2)金属冷却发备腐蚀而产生的腐蚀产物，例如：铁的氧化物或氢氧化物。(3)补充水带入的固体悬浮物——泥沙、尘土、碎片以及冷却水在冷却塔内从空气中洗涤下来的尘埃。在冷却水运行过程中，它们凝聚成大的颗粒，在流速缓慢处沉降为淤泥。（4）补充水或空气中带入的微生物在冷却水中繁殖后生成的微生物粘泥和团块。(5)生产中的物料，例如炼油厂的油类泄漏入冷却水系统中生成的污垢。油类常粘附在金属的表面，起着沉积物粘结剂的作用。(6)加入冷却水中的有些水处理剂由于选用不当或管理不善而生成的沉积物，例如生成的磷酸钙、氢氧化锌等。
由此可见，冷却水在循环使用过程中，形成沉积物的因素很多。所带来的结垢问题比直流冷却严重得多．换热器(水冷器、凝汽器等)管壁上生成上述水垢会阻碍换热器的传热，降低冷却的效果；在输送冷却水的管道中，生成的水垢则会减小管路的截面积，降低冷却水的流量，甚至堵塞冷却水的通道，降低其冷却的效果，从而使被冷却的工艺物质的产量降低。生成的水垢还会使金属设备的表面形成氧浓差电池，造成金属的垢下腐蚀，水垢在换热器的表面还会使同一金属换热设备的不同部位上出现不同的温度区域，从而引起金属设备的热点腐蚀。水资源的匮乏、水源的污染以及排放水标准的提高，要求循环冷却水在高浓缩倍数下运行或采用经处理的污水作冷却水补充水等，这些都对循环冷却水处理化学品提出了更高的要求，以保证循环冷却水系统在高硬度、高碱度、高pH、高氯离子、或较高有机污染物等条件下的正常运行。