汽轮机的运行方式可按负荷分为低负荷运行、过负荷运行及变负荷运行。汽轮机的负荷随电力系统负荷常处在变动中。在汽轮机设计负荷的一定范围内,汽轮机能安全经济地运行。一般情况下过负荷在5%以内是允许的,但要采取增大进汽流量、减少抽气量或提高进汽压力等措施。汽轮机的过负荷能力还受到不同季节冷却水温的影响。火力发电设备有一个不能稳定连续运行的最低负荷限度。低负荷运行时常发生汽轮机汽缸热应力增大、排汽湿度过大等问题,热效率也显著降低。
运行方式也可按蒸汽参数分为定压运行和滑压运行。滑压运行是指来自锅炉的蒸汽压力随汽轮机负荷降低而降低的运行方式。滑压运行能显著提高低负荷运行状态的热效率并基本维持汽轮机内温度不变。
负荷变化率也是影响汽轮机正常运行的因素之一。由于负荷急骤变化和自动调整装置的迟延,汽温及汽流量的过大波动会导致汽缸热应力过大,出现裂纹、转子胀差增大以致发生强裂振动。汽轮机运行中最常见的故障是不正常的振动。运行良好的汽轮机,轴承部位的振幅不应超过0.03~0.05mm。引起振动异常的常见原因有转子不平衡,轴弯热变形,动、静部件摩擦等。转子上萌发的疲劳裂纹也会引起振动。
调峰汽轮机的运行 机组的设计与其运行方式密切相关。承担基本负荷的凝汽式汽轮机常为大功率机组,要求运行负荷稳定在经济负荷左右。电力系统的负荷在一天内可能发生幅度较大的周期性变化。调峰机组承担负荷变化的主要部分。在用电高峰的时间,调峰机组投入运行;在用电低谷的时间,调峰机组处在低负荷运行或停机。承担调峰负荷的机组,要求:①起动带负荷速度快。主要方法是改进汽轮机设计,如紧凑的整体结构,增大圆角半径,采用新型材料,采用全周进汽的节流配汽方式,增加汽轮机保温措施等,以降低快速起动时的热应力水平。②具有长期低负荷运行的经济性。主要方法是将机组的经济负荷设计为额定负荷的75~90%,采取滑压运行等。