汽轮机在异常工况下运行会引起汽轮机内部热力过程改变，运行效率下降，部件工作应力增加，使用寿命损耗增加。通常汽轮机异常工况运行有以下几种情况：①进汽参数偏差大。②低真空运行。③通流部分结垢。④缺级运行。⑤回热加热器故障停运。

蒸汽参数偏离设计允许范围，且短期不能恢复正常值的工况。这种工况下应注意：①汽轮机进汽部件及通流部分工况的变化。②关键部件承受应力的变化。初压初温升高会造成进汽管道、主汽阀等部件工作应力增加及材料机械性能降低，在低负荷时还会引起调节级过负荷。初压初温降低，在额定功率下，蒸汽流量增大将引起汽轮机轴向推力增加和末级叶片过负荷。

汽轮机在真空降低的工况下工作。夏季循环水温高、循环水量不足、真空系统严密性差、凝汽器铜管脏、停半侧清洗等会引起汽轮机排汽真空降低，在汽轮机出力不变的情况下，蒸汽流量增加，会造成某些级过负荷和轴向推力增加。因此在汽轮机排汽真空下降时，应限制出力，控制进汽量不得超过制造厂规定最大连续出力时的蒸汽流量。真空严重恶化时，排汽缸温度升高，还会引起坐落在排汽缸上的轴承工作条件改变，使轴承振动加大。

品质不良的蒸汽进入汽轮机后，不同的杂质就会在不同部位析出，造成通流部分结垢。通流部分结垢会使通流面积减少，通流阻力增加，监视段压力升高，隔板前后压差增加，级反动度增加，严重时还会由于隔板挠度过大发生动静部分摩擦和推力轴承过负荷损坏。通流部分结垢还会改变汽轮机各级最佳焓降分配，增加喷嘴和叶栅通道壁面的粗糙度，降低汽轮机运行效率。配汽机构上结垢，还会造成阀门关不严，后果更加严重。火力发电厂应严格进行水、汽监督，保证新蒸汽品质符合规定标准（见水汽质量标准），防止通流部分结垢。一旦发生结垢，应加强对监视段压力、推力轴瓦温度的监视。严重时要限制出力，尽快制定措施，进行带负荷清洗。

汽轮机在某级叶片缺少的工况下工作。在某级叶片发生严重损坏，短期又无法更换新叶片时，常常采取拆除全级叶片，保留隔板运行。在该运行工况下，该级效率为零，功率为零，自喷嘴出来的蒸汽动能全部转换为热能，后面各级温度升高。当隔板因损坏而拆除时，必须同时拆除该级叶片，以防止轴向推力过大。另外拆除该级后，将导致前一级过负荷，应限制流量，降低出力，保证前一级压差值不超过设计值。汽轮机缺级运行工况远远偏离设计工况，必须进行该工况下通流部分热力和强度计算，根据计算结果提出限制出力、流量数值，以及监视段压力和温度控制指标。

回热加热器因故障而停运，在这种工况下运行，机组运行的燃料耗量会增加，机组的经济性会降低。当汽轮机出力不变时，切除任何一个加热器或加热器组，都将导致后面各级蒸汽流量增加和汽轮机末级过负荷。切除部分回热加热器运行，应在制造厂规定的相应负荷限值和监视段压力限值内进行。