汽轮机的起动过程是蒸汽向金属传递热量的复杂热交换过程。在这个过程中，汽轮机各金属部件受到高温蒸汽的加热，并逐步增加到满负荷工况下所承载的压力和温度。因此，在起动过程中，要合理安排升速率、升负荷率和暖机时间，控制上、下缸温差和各部件温升速度，限定转子与汽缸的相对膨胀，减小部件的热应力和热变形，不发生异常振动，不引起动静摩擦，尽量缩短启动时间。

按汽轮机进汽方式，汽轮机起动分为高中压缸联合起动和中压缸起动。高中压缸联合起动是指汽轮机起动时，高中压缸同时进汽、冲转、升速、定速、并网、带负荷的过程。该起动方式简单，但汽轮机中压缸及转子温升速度较慢，汽缸膨胀迟缓，延长了汽轮机起动时间。中压缸起动是指汽轮机起动时，高压缸先不进汽，由中压缸进汽冲动汽轮机转子，直到机组带一定负荷后，再切换到常规的高中压缸联合进汽方式的过程。中压缸起动时易于实现再热蒸汽温度与缸温的匹配，可避免热冲击，降低汽缸、转子热应力，缩短起动时间。为实现中压缸起动，汽轮机必须配置高、低压旁路系统，并增设高压缸预暖系统和高压缸抽真空系统。

按汽轮机起动前汽缸或持环金属温度水平，汽轮机起动一般情况下分为冷态起动、温态起动、热态起动、极热态起动。冷态起动指汽轮机停机超过72小时（汽缸或持环金属温度已下降至其满负荷值的40%以下，单位℃）；温态起动指汽轮机停机在10～72小时（汽缸或持环金属温度已下降至约为其满负荷值的40%～80%，单位℃）；热态起动指汽轮机停机不到10小时（汽缸或持环金属温度已下降至其满负荷值的80%以上，单位℃）；极热态起动指汽轮机在跳闸后1小时以内（汽缸或持环金属温度仍保持或接近其满负荷值，单位℃）。

按汽轮机进汽参数，汽轮机起动分为额定参数起动和滑参数起动。额定参数起动是指主蒸汽参数始终保持额定值，不随起动过程变化而变化。用这种方式冷态起动时，新蒸汽与汽轮机金属温差很大，通常用限制流量的方法来控制金属温升率。但流量过小会引起加热不均，因此暖机、升速阶段时间较长。母管制供汽的发电厂主要采用额定参数起动。滑参数起动是指在整个起动过程中，主蒸汽参数随着机组转速、负荷的上升而滑升。蒸汽温度和汽轮机金属温度可以保持合理的匹配，同时在规定的金属温升率条件下，低参数蒸汽流量大，加热均匀，可以较快地升速并网带负荷，大容量单元机组都采用滑参数起动方式。汽轮机起动过程分为起动前准备、冲转升速暖机和并网带负荷三个阶段。

包括设备及系统检查、油系统循环、调节保护装置试验、盘车投入、投运轴封系统、凝汽器建立真空、暖管等。

在汽轮机起动前，要对油系统、调节保护系统和各汽水系统的阀门开关位置、主辅设备状况、重要表计、信号及保护电源等进行检查，并确认符合运行规程要求。

启动润滑油泵，使油系统充油并驱除空气。启动高压启动油泵，进行油循环。检查油系统管道、阀门、法兰有无渗漏情况，油箱油位、轴承回油是否正常。大型汽轮机转子临界转速偏低，润滑油温低容易引起油膜振荡，冲转前油温一般控制在40℃以上。通常采用油箱电加热及油循环提高油温。

根据运行规程要求进行调节系统静态试验、低油压保护试验、低真空保护试验、轴向位移保护试验、超速保护试验、液压止回阀试验等汽轮机主机连锁保护试验。若有不正常情况应设法消除。

为了消除转子弹性热弯曲，避免动静部分碰磨，在锅炉点火之前起动盘车装置连续盘动转子。冷态起动连续盘车时间不少于2小时，热态起动时间不少于4小时。在起动盘车装置前要投运润滑油和顶轴油系统，并进行手动盘车检查正常。在盘车运行正常后投入联动开关，测量大轴晃度。在连续盘车期间要避免盘车中断。

在循环水系统、凝结水系统、主机盘车投运正常情况下，投运主机轴封系统，投运抽真空系统，建立凝汽器真空。热态起动时，为防止空气对转子轴封段的冷却，要先送轴封蒸汽，后抽真空。

冷态起动冲转前，利用低温蒸汽对主蒸汽管道、再热蒸汽管道、主汽阀和调节汽阀间导汽管道，以及电动主闸门、自动主汽阀和调节汽阀进行预热，通称暖管。暖管又分一段暖管和二段暖管。一段暖管是指电动主闸门（或自动主汽阀）前蒸汽管道暖管。二段暖管指电动主闸门（或自动主汽阀）至调节汽阀之间管道的暖管。通常二段暖管与冲转暖机同时进行，防止调节汽阀不严，漏汽冲动转子。暖管时蒸汽进入较冷管道，必然会因急剧冷却而凝结成水，因此暖管时必须进行疏水操作，及时排出积水，防止水冲击。

冲转指开启主汽阀和调节汽阀，蒸汽进入汽轮机，冲动转子，盘车自动脱扣。现代大容量汽轮机在冲转时，强调全周进汽，用启动阀冲转，以求加热均匀。也有些机组用调节汽阀冲转，冲转时部分进汽。通常汽轮机在冲转前需具备下列条件：①主蒸汽参数和再热蒸汽参数达到规程要求，蒸汽过热度不小于50℃；②凝汽器真空保持在规定范围内；③润滑油压及轴承油流正常，冷油器出口油温维持在40～45℃；④高、中压汽缸上下缸温差不超限；⑤盘车运行正常，汽缸内、轴封处无异声，大轴晃度不大于原始值0.02毫米；⑥热态起动部件金属温度较高，蒸汽参数、凝汽器真空要维持得稍高些。冲转前要特别注意上下缸温差和大轴晃度。

汽轮机冲转后，即可按规定的升速率提升转速，通常升速率为100～300转/分钟，通过临界转速区升速率多采用300～600转/分钟。冷态起动通常在300～500转/分钟的转速下进行汽轮发电机组全面检查，在1200转/分钟的转速下进行中速暖机，暖机时间一般为60分钟左右。根据需要还可安排高速暖机，高速暖机转速可根据转子临界转速分布情况，通常选择在2000～2100转/分钟。中速暖机和高速暖机的目的是防止材料脆性破坏和避免过大的热应力。一般在规程中规定冷态起动在不同高中压缸金属温度下起动的暖机时间，缸温越低暖机时间越长，以保证暖机结束前高中压转子渡过材料韧脆转变温度。热态起动在正常情况下不需要暖机，低速检查后即可升速到额定转速。

汽轮机达额定转速后，检查确认设备运转正常，即可进行并网接带负荷。

机组并网后即带初负荷暖机，初负荷数值一般为额定负荷的5%～10%，暖机时间一般为60分钟左右。暖机的目的是缓和带负荷后出现较大温升、热应力和胀差。随后按机组滑参数起动曲线，逐渐关闭旁路，开大调节汽阀和加强锅炉燃烧进行升温、升压、升负荷。现代大容量机组多配置有应力监测装置和具有自起停功能的计算机监控装置，直接根据应力裕度或蒸汽金属温度匹配状况来控制升负荷率。

影响汽轮机起动成功与否的因素很多，最主要的是冲转参数选择、盘车预热和选择正确的起动控制指标。

大容量汽轮机起动时，应根据高压缸调节级汽室和中压缸进汽室的金属温度，选择适当的主蒸汽温度和再热蒸汽温度。通常推荐调节级处和中压进汽室处蒸汽与金属最佳温度匹配范围为28～56℃。有些机组采用主蒸汽温度高于调节级处汽缸内壁温度10～50℃，再热蒸汽温度等于中压缸温度来保证蒸汽与金属温度的合理匹配。

为了减小汽轮机起动时的热冲击，要求进入汽轮机的蒸汽温度与汽缸转子金属温度相匹配。但冷态起动时汽轮机金属温度很低，蒸汽与金属温差很大，加上蒸汽与温度较低的金属接触产生凝结放热，导致剧烈的热冲击。较先进的机组采用冲转前盘车预热，即在盘车状态下通入蒸汽加热汽轮机转子和汽缸，使其温度达到150℃。这样不仅避免冲转时热冲击，而且在冲转前转子已渡过了材料韧脆转变温度。

为防止汽轮机在起动过程中出现不允许的热应力、热变形和不允许的动静间隙变化，根据运行经验和理论计算归纳出控制指标。①温度变化率。蒸汽温度急剧变化，将引起金属部件温度急剧变化，而导致部件内部温度不均匀，产生过大热应力和热变形。通常规定主蒸汽温度变化率不大于2℃/分钟，汽缸金属温度变化率不大于2～2.5℃/分钟。②汽缸法兰温度差。包括汽缸、法兰内外壁、上下汽缸、上下法兰、左右法兰、法兰与螺丝、汽缸与法兰等温差。由于部件之间相互制约，上述温差越大，部件内部热应力和热变形也越大。其限值各制造厂有具体规定。③振动。在起动过程中，应随时注意机组振动情况。在低于一阶临界转速（见转子临界转速）时，如果轴承振动值达到0.04毫米，必须打闸停机；在临界转速时，轴承振动不应超过0.1～0.15毫米，否则立即打闸停机，严禁硬闯和降速暖机。④胀差。转子与汽缸受热膨胀差过大将改变动静部分轴向间隙，甚至导致间隙消失，造成动静部分碰磨。在起动过程中必须控制胀差不超过规定值。⑤转子热应力。根据汽轮机转子寿命消耗分配，确定起停过程中允许的转子最大热应力。现代大型汽轮机均配备有转子应力监测装置，可随时显示转子应力变化趋势和当前值。有的与自起停装置配合，可自动根据转子应力裕度大小控制机组起动速度。