近年来火电单机容量持续增大,其配备的湿式冷却塔尺寸也不断增大。湿式冷却塔底部直径过大,外界空气较难到达塔中心,同时,侧风进一步恶化湿式冷却塔性能。填料区作为最重要的传热传质区域,其布置方式直接影响冷却塔冷却效率,如其与配水匹配不佳,将进一步恶化冷却性能。因此,本文开展了侧风下多片距填料布置和分区配水协同优化研究,以实现对侧风下湿式冷却塔的性能优化,具有较大的理论意义和工程应用价值。本文以1000 MW机组配备的湿式冷却塔为对象,利用ICEM完成冷却塔三维建模和网格划分,编写了用户自定义函数（UDF）,利用Fluent建立了填料布置和分区配水协同优化的湿式冷却塔三维数值计算模型。研究了风速v=1～6 m/s下,多片距填料（二片距和三片距）布置的冷却塔冷却性能,并完成变工况分析。基于此,完成了多片距填料和分区配水协同优化的研究。主要结论如下。针对内区和外区分别布置30 mm和20 mm填料的布置方式,开展了侧风下二片距填料的优化布置研究。结果表明:二片距填料布置可改善各风速下冷却塔的冷却性能。当v=1～6 m/s时,获得了相对最佳的内区半径,此时水温降均高于等片距填料。以v=3 m/s为例,相对最佳内区半径为50 m,此时,与20 mm等片距填料相比水温降提高了 0.11℃,通风量增加了 690 kg/s,蒸发损失增加了 6.45 kg/s。但随着风速增加,二片距填料对冷却塔性能的优化效果逐渐变差。同时,本文开展了春、夏、秋三个季节中常见环境参数下二片距填料布置研究。结果表明:二片距填料在三个季节的典型工况下均可优化冷却性能,并得到典型工况各风速的相对最佳内区半径。同时,典型工况下仍存在二片距填料对较高风速下冷却塔性能优化效果不理想的问题。此外,本文开展了不同风速下二片距填料与分区配水协同优化研究,结果表明:当风速v=1～6 m/s,分区配水点与填料分区点一致时,协同分区配水能有效提高冷却效率。以v=3 m/s为例,内区配水量占比为65%时,相比于20 mm等片距均匀配水和二片距均匀配水,水温降分别提高了 0.25℃和0.14℃。最后,基于较高风速下二片距填料优化效果不理想的问题,开展了三片距填料和分区配水协同优化研究。表明:各风速下,采用相对最佳三片距填料布置的水温降明显高于等片距填料和二片距填料,解决了二片距填料布置对较高风速下冷却塔性能优化效果不理想的问题。以v=5 m/s为例,与20 mm等片距和二片距填料相比,三片距布置方式下水温降分别提高了 0.20℃和0.12℃。此外,各风速下,本文研究的范围内,三片距填料协同分区配水后优化效果并不明显。本文构建了填料布置和分区配水协同优化的湿式冷却塔计算模型,研究了侧风下多片距填料布置和分区配水对湿式冷却塔性能的影响,获得了多片距填料和分区配水协同优化模式,为后续节能优化改造的工程应用奠定基础。