汽轮机是以锅炉加热水产生的蒸汽为介质,带动汽轮机转子高速旋转将蒸汽的热能转化为机械能的设备。核发电站、火力发电站都是通过汽轮机设备带动发电机高速旋转产生电能的。汽轮机在我国电力设备中占有重要地位。目前由于我国经济的迅速发展,一方面对电能的需求不断在增加,另一方面为了保护环境,改善空气质量,对电站汽轮机特别是煤电汽轮机的节能减排的要求也在不断的提高。对煤电汽轮机进行优化升级改造是降低汽轮机的发电煤耗,以达到机组节能减排的目的的重要手段。文中针对七台河发电厂4号600MW亚临界机组的原始设计结构、通流方式及机组在运行中出现的问题进行详细分析与总结,提出了待解决的问题,并根据问题制定了本次优化改造的目的、改造的原则、改造所采取的技术、改造的范围、以及优化升级改造后的经济性、安全性。七台河4号汽轮机优化升级改造的主要目的是在保证机组安全性的前提下,实现机组节能降耗、提高机组效率。本文通过原始设计结构、设计理念、原机组存在的问题,分析并总结了问题产生的原因,给出了本论文研究的内容。通过研究及详细设计、计算并结合机组改造升级的局限性制定了汽轮机升级改造的原则和总体方案:通过更换转子及叶片使机组由反动式通流形式取代原有冲动式通流,提高机组效率;更换整体铸造自带喷嘴式高压内缸解决原机组内部套结合面过多导致的漏气;更改低压内缸材料及结构消除易变形的隐患;设计新型联通管,减少中排压损等方案,通过对4号汽轮机进行优化升级,提高汽轮机的效率、降低机组发电煤耗等指标。本方案对原机组进行优化升级后,通过热力试验对机组热耗进行评估,结果显示优化升级效果十分明显。