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机械通风冷却塔因其初投资小、建造工期短、占地面积小等特点广泛应用于工业场合和建筑空调系统。随着我国经济的飞速发展,水资源匮乏等问题愈发突出,但湿式冷却塔耗水量大,而空冷塔的冷却性能较差,干湿联合冷却塔可权衡耗水和冷却性能的问题。因此,本文针对干湿联合冷却塔开展其换热性能分析及运行调控的研究,有助于冷却系统的低碳、节水运行,具有较大的理论意义和应用价值。首先,基于干湿联合冷却塔内流动与热质传递过程的分析,建立了机械通风空冷塔、湿冷塔、填料型干湿联合冷却塔以及喷淋型干湿联合冷却塔的数值仿真模型；其次,仿真研究了机械通风干湿联合冷却塔换热性能的影响因素,包括填料种类、喷淋方案、环境温湿度、风机频率,获得了不同工况下优选的干湿联合方案;最后,基于典型干热地区（新疆哈密）气象参数进行了案例分析,获得了机械通风干湿联合冷却塔的运行调控方案,为机械通风干湿联合冷却塔的运行调控提供指导。通过上述研究发现:（1）本文所建立的机械通风空冷塔、湿冷塔、填料型干湿联合冷却塔以及喷淋型干湿联合冷却塔的数值仿真模型,经模型验证发现其相对误差均在1%以内,可用于后续研究;（2）环境湿度为20%时,在所研究的温度范围-10℃～35℃内,对于所研究的 6 种类型填料（CELdek7060、CELdek7090、CELdek5090、PVC1200、Trickle125和Trickle100）,CELdek7060填料用于干湿联合冷却时冷却塔的换热性能最好,Trickle100填料最差;当环境温度为30℃时,300 mm厚CELdek7060填料和Trickle100填料用于干湿联合冷却时冷却塔的排热率分别为4.66MW和3.53 MW,与机械通风空冷塔相比分别提高了 71.7%和29.8%;只有在环境温度较高时,填料型干湿联合冷却塔的换热性能才优于机械通风空冷塔;在所研究的12种喷淋方案中（喷嘴布置间距以及喷淋水量变化的12种方案）,喷淋方案4用于干湿联合冷却时冷却塔的换热性能最好;环境温度为30℃时,喷淋方案4用于干湿联合冷却时冷却塔的排热率为5.77 MW,与机械通风空冷塔相比提高了 112.1%;干湿联合冷却塔的换热性能随环境温度及湿度的增加而降低;随着风机转速的提高,机械通风空冷塔、填料型干湿联合冷却塔以及喷淋型干湿联合冷却塔的换热性能都有不同程度的提升;对于低温干旱的环境条件,提高风机转速对填料型干湿联合冷却塔的影响要比机械通风空冷塔的影响大;（3）在新疆哈密地区2020年最热月份7月份,方案4的喷淋型干湿联合冷却塔和CELdek7060填料型干湿联合冷却塔将机械通风空冷塔的排热率最大可由2.98 MW分别提高至4.98 MW和4.33 MW,分别提升了 67.1%和45.3%;与机械通风湿冷塔每MW排热消耗的水量0.3707 kg/s相比,CELdek7060填料型干湿联合冷却塔和方案4的喷淋型干湿联合冷却塔每MW排热消耗的水量分别为0.2209 kg/s和0.2197 kg/s,分别减少40.7%和40.4%;基于排热率调控时:针对方案4的喷淋型干湿联合冷却塔,环境温度大于13℃开启喷淋蒸发冷却系统;对于CELdek7060填料型干湿联合冷却塔,当环境湿度较低且温度大于21℃时开启填料蒸发冷却系统,当环境湿度大于40%且温度大于26℃时开启填料蒸发冷却系统;在最热月7月份,方案4的喷淋型干湿联合冷却塔单位蒸发水量换热量为1.83 MJ/kgwater大于CELdek7060填料型干湿联合冷却塔的1.42 MJ/kgwater。基于5℃冷却水温降为调控依据时:对于填料型干湿联合冷却塔,可固定填料厚度增大风机功率进行调控,也可固定风机功率调控填料厚度,也可将填料厚度与风机功率配合起来同时调控;当环境温度小于11℃时,采用100mm厚CELdek7060填料;当环境温度为11℃～20℃之间,建议采用200mm厚CELdek7060填料;当环境温度大于20℃时,建议采用300 mm厚CELdek7060填料;当采用上述推荐厚度填料进行预冷调控后仍未达到5℃冷却水温降时,可通过增大风机功率进一步调控。对于喷淋型干湿联合冷却塔,可固定喷淋水量增大风机功率进行调控,也可固定风机功率调控喷淋水量,也可将喷淋水量与风机功率配合起来同时调控;经调控研究建议喷淋水量最大调至5.5kg/s即可,此后再增大喷淋水量对冷却效果的调控作用不大;采用喷淋水量调控后仍未达到5℃冷却水温降时,可通过增大风机功率进一步调控。综合考虑换热性能提升以及水损后,建议在高温干旱地区采用方案4的喷淋型干湿联合冷却塔。在采用喷淋型干湿联合冷却塔时,安装温湿度传感器,通过温湿度传感器监测环境条件的变化以控制喷淋蒸发冷却系统的开启和关闭。本研究为高温干旱地区的机械通风空冷塔的优化分析提供理论支持,对缓解水资源短缺、减轻环境压力、实现电力可持续发展具有重要作用。