火力发电厂常规自然通风空冷系统采用环境空气作为冷却介质,利用塔高产生的空气密度差提供抽吸力,进而冷却空冷散热器内部循环水。因而随机组功率参数等提高,自然通风冷却塔塔高随之增加,其设计难度以及工程造价等均会随之上升。机械通风冷却系统采用大功率轴流风机提供强制抽吸力,为大功率高参数条件下的冷端设计提供了新的选择。通过采用CFD数值模拟软件中提供的换热器模型,考虑循环水在散热器中分层流动的现象,本文对机械通风空冷系统进行数值模拟运算,分析系统在不同环境风速影响下的热力性能变化情况。在风向与塔排长轴平行条件下,上风向格组换热性能受环境风影响最为剧烈,迎风侧布置散热器换热性能优于背风侧布置散热器换热性能。随环境风速增高,机械通风冷却系统单列塔排总换热量逐渐降低,换热器附近空气质量流量逐渐下降。单排格组布置数量在6组至8组之间总体换热性能最佳。根据机械通风冷却系统的热力性能变化情况,采取了系统运行方式以及模型结构上的优化改进方案。在运行方式中,采用了循环水流量再分配方案以及轴流风机功率再分配的方案。循环水流量再分配以不同风速下空气质量流量为主要参考,在6组优化方案中最终采用环境风速8m/s下质量流量比值为基准,不同格组之间不均匀分配的方案,其塔排整体换热性能提升效果最佳。轴流风机功率的改变对上风向格组的优化程度高于对下风向尾部格组的优化程度,在大环境风速下改变风机功率能够更多的提升系统总体换热量。对于模型结构上的改变,采用了在上风向首列迎风侧散热器附近添加导流板的方案,结果显示导流板对塔内空气流场产生影响,环境风速越高优化效果越明显。