近年来,空冷技术在我国北方火力发电中得到了大力的发展。环境因素与火电直接空冷机组的耦合比较复杂,环境风速与风向、环境温度以及轴流冷却风机的性能等因素都对火电直接空冷机组性能产生影响,并且受轴流风机群运行中的群抽效应和环境风影响下的热风回流的耦合影响,轴流风机群外围的空冷凝汽器单元受环境风影响大。在四台联建火电直接空冷机组上进行了春、夏与秋三个季节不同工况下的机组热力性能实验,并在夏季主导风向下,基于两台联建火电直接空冷机组的轴流风机群分区调节的基础上,进行了不同工况下的机组热力性能实验。然后建立火电直接空冷机组性能的灰关联度模型,定量分析火电直接空冷机组自身运行实验变量与环境条件以及轴流风机群各风机的性能对火电直接空冷系统性能的影响,并基于上述两个热力性能实验数据,分别应用神经网络(ANN)与最小二乘支持向量机(LS-SVM)等算法,建立汽轮机背压预测模型。接着,在选定的基准工况下应用火电直接空冷机组汽轮机背压LS-SVM预测模型,分析出处于夏季主导风向下的轴流风机群不同分区风机转速降低和升高对环境风下游与上游火电直接空冷机组抵御环境风影响的作用规律。建立由太阳辐射引起的直接空冷系统附加热负荷计算模型,对太阳辐射影响空冷凝汽器热负荷的程度进行分析。基于火电直接空冷机组热力性能实验数据,应用建立的火电直接空冷机组性能灰关联度模型进行分析,结果显示出,文中选定的机组自身运行与环境实验变量对火电直接空冷机组的性能影响不同,并且处于不同位置的轴流冷却风机的性能对火电直接空冷机组性能的影响也不同,处于外围的轴流冷却风机的性能对火电直接空冷机组性能的影响最强烈。以北方地区某135MW火电直接空冷机组凝汽器的全年太阳辐射量为主线,假定汽轮机排汽量不变,环境温度为月平均日温度,揭示出由太阳辐射引起的月平均附加热负荷在1-5月期间升高,5月时达到最大值,为371.75kW,而后逐步降低,与日照时数的变化趋势基本一致。假定方位角为零时,凝汽器由太阳辐射引起的月平均附加热负荷增加而导致汽轮机背压升高,1-7月间汽轮机背压变化增加,7月时达到最大值,为0.2097kPa,8-12月相应的影响会减弱,与环境温度的变化趋势大致相同,并且由太阳辐射引起的直接空冷系统附加热负荷平均占空冷凝汽器总热负荷的0.134%。基于LM-BP算法,建立火电直接空冷机组的汽轮机背压ANN预测模型,其预测值与汽轮机背压的真实值基本一致,模型的平均相对误差,MRE,为9.27%；平均均方差,RMSE,为1.827kPa；绝对变异分数,R2,为0.9859。为检测模型的鲁棒性与可靠性,分别将空冷凝汽器的环境输入变量,如自然环境风速、自然环境风向、空冷岛挡风墙上环境风速和空冷岛挡风墙上环境风向等参数,加入±5%的随机波动后,输入到模型中,其MRE分别为14.57%,12.21%,11.22%和11.16%,RMSE分别为2.773,2.130,1.844和1.895kPa,R2分别为0.9641,0.9779,0.9836和0.9824,说明模型的稳定性很好,数据波动产生的相对误差能得到有效的抑制。针对夏季主导风向下的两台联建火电直接空冷机组,分别建立相应的汽轮机背压LS-SVM预测模型,讨论轴流风机群不同分区风机转速降低与升高时,轴流风机群环境风下游与上游火电直接空冷机组汽轮机背压的变化规律：(1)轴流风机群不同分区的轴流冷却风机转速发生变化时,汽轮机背压变化明显不同；(2)改变其中一台机组轴流冷却风机的转速,也会对另一台机组的汽轮机背压产生影响；(3)单纯提高轴流冷却风机转速并非总能够起到降低机组汽轮机背压的效果,适当降低受热风回流影响较大分区的轴流冷却风机转速,反而可以起到降低轴流风机群环境风下游机组汽轮机背压的作用,并且轴流风机群环境风上游机组汽轮机背压也不会升高。