直接空冷机组具有显著的节水性能,在我国富煤缺水的北方地区被广泛使用,但直接空冷机组在实际运行过程中存在很多问题。在安全性方面,机组背压易受环境因素影响,不同环境条件下的背压波动较大,如夏季存在背压过高引起机组停机的风险,冬季低负荷运行时存在凝汽器管束冻结的风险。在经济性方面,直接空冷机组相比同类型同容量的湿冷机组的厂用电率和排汽压力较高,导致其煤耗率相对湿冷机组明显偏高,经济性较差。本文针以上问题从凝汽器热平衡方程、背压对机组热经济性指标的影响、机组运行数据挖掘三个角度对直接空冷机组变工况下的背压运行优化问题进行了研究,建立了三个模型:直接空冷系统热力模型、直接空冷系统变工况EBSILON仿真模型、基于智能算法的直接空冷机组净发电功率—背压模型。首先,采用ε-NTU法建立了 600 MW直接空冷系统热力模型,计算得到了凝汽器的排汽压力特性曲线,分析了环境温度、迎面风速、排汽流量对排汽压力的影响,并给出了机组在经济性和安全性方面的的运行建议。其次,搭建了 600MW直接空冷机组的变工况模型,计算得到了机组背压变化对电厂热经济性指标的影响,机组在THA工况,背压每增加1kPa,发电热耗率相应增长约33.37kJ/kW·h,发电煤耗率相应增长约1.14g/kW·h,供电煤耗率相应增长1.20g/kW·h,发电热效率相应减少约0.16%。最后,针对机组不同运行工况下的经济背压问题,从机组运行数据的角度出发,采用BP神经网络算法建立了机组2018年各月份下的机组净发电功率-背压模型,计算得到机组在典型负荷、环境温度下的最佳背压曲线簇,并对优化背压的节能效果进行了评估与比较,发现最佳背压与环境温度、机组负荷呈正相关关系,且最佳背压受环境温度影响很大;机组处于400～500MW中间负荷段时背压优化后单样本30s内平均节电量在7.0kW·h以上,环境温度为20～30℃背压优化后的单样本30s内平均节电量约7.2kW·h,节电效果显著。本文的运行建议与最佳背压曲线簇为电厂现场运行提供了参考。