燃气-蒸汽联合循环发电近年来凭借高效率、低污染等优势得到了迅速发展。汽轮机是电厂中的重要设备,在机组启停和额定状态运行过程中,交变应力疲劳和高温蠕变给汽轮机的关键部件转子的强度和使用寿命带来了较大的影响。有必要对转子使用过程中的损伤进行分析计算,并优化改进现有的机组启动过程,在满足机组调峰性能的同时满足机组的安全要求。本研究以某联合循环机组中的汽轮机为研究对象,建立转子二维轴对称有限元模型,求解了转子在机组典型启动过程中和额定状态稳定运行时的温度和应力分布。结合连续介质损伤力学的相关理论,计算了疲劳蠕变交互作用下转子的损伤,并和损伤线性累计法则得到的结果进行了比较。结果发现,不同应力水平引起的疲劳之间的相互作用以及疲劳-蠕变的耦合作用加剧了转子的损伤,损伤非线性累计法则相比损伤线性累计法则能够更加合理地描述转子的损伤演变过程。针对现有的启动过程,通过调整升温升负荷速率的方式进行了改进优化。为提高优化效率、节约试算时间,并增强优化方案选择的合理性,本研究以编写寻优程序的方式,设置一定的参数范围来改变负荷与蒸汽温度上升速率和暖机时间,进行转子温度场和应力场的循环求解,并比较各种方案中转子关键区域的温度和应力变化情况。根据减小应力、加快启动、两者兼顾的多种优化目标,分别提出适用于各自情况的多种优化方案。多目标的启动优化方案具有很好的灵活性,在发电机组调峰运行时可以更多选用缩短启动时间、增加效益的方案。随着材料性能的退化,可以选用启动过程应力较小、转子使用寿命较长的方案。这样能够满足机组多样化的启动需求,获取更多经济收益的同时保证机组的安全运行。