我国执行改革开放政策以来,优先发展能源产业成为一项长期的战略任务。由于燃气轮机的单机功率和热效率都有明显的提升,特别是燃气—蒸汽联合循环技术逐渐趋于成熟,燃气轮机及其联合循环机组在世界电力系统中的地位发生了显著变化。联合循环机组有利于节省日趋紧张的能源储备,符合可持续发展的战略。增加燃气—蒸汽联合循环的研究投入,实现系统的高效运行显得尤为重要。本文针对国产某型燃气轮机展开研究,基于该燃气轮机排气参数为其匹配了合理的蒸汽底循环系统流程结构,主要工作着眼于蒸汽底循环系统变工况性能参数的精确求解以及基于热力学定律的底循环系统优化分析。首先介绍了国内外对于联合循环系统变工况研究以及参数优化的研究现状,分析了燃气—蒸汽联合循环蒸汽底循环系统变工况性能计算及优化设计的意义。借助Fortran语言实现对底循环系统变工况求解,并进行了五种(单压、双压、双压再热、三压、三压再热)不同底循环系统的变工况性能计算,通过与美国GE公司的GateCycle软件比较,验证了计算的准确性和应用价值。在此基础上,以双压无再热系统为例从热力学第一定律出发,分析蒸汽参数对底循环系统性能的影响,充分考虑底循环系统在运行中应注意的限制条件,以底循环效率最大为目标函数进行多参数的综合优化,优化后蒸汽底循环热效率相比于之前提升1.36%。同时,从不同角度出发给出描述余热锅炉炯效率的不同目标函数,并分析不同目标函数下得到不同优化结果的原因。选择合适的目标函数来描述系统性能,通过该型燃气轮机与其他两种不同型号燃机的比较,分析不同燃气轮机排气参数对底循环性能优化结果的影响,为燃机的改进和设计提供参考。