在当今世界寻求能量的高效利用、环境的友好相处大格局下,燃气-蒸汽联合循环以其高效率、低排放的优良特性受到越来越多的关注和发展。联合循环由燃气轮机顶循环和余热锅炉与蒸汽轮机共同构成的底循环组成,针对已定燃气轮机的联合循环,底循环系统的集成匹配及其变工况研究具有重要意义。本文研究内容是“基于某重型燃机的燃气-蒸汽联合循环系统设计平台开发”项目的重要组成部分。根据某型燃机的设计工况排气参数,建立了单压、双压无再热、双压再热、三压无再热、三压再热五种底循环系统流程模型。基于热力学第一定律,以底循环功率Pst最高为目标函数,对五种流程蒸汽参数进行了详细的匹配研究,得出了蒸汽压力的匹配规律。在最优匹配结果的基础上,增加约束条件,得到系统综合分析下的设计参数。并比较讨论了五种流程综合分析下的循环性能特性。最后,以三压无再热底循环参数匹配结果作为设计条件,建立底循环系统流程的变工况计算模型,开展了底循环流程各节点参数的变工况趋势分析。结果发现,随着燃机功率的下降,高压、低压省煤器接近点温差降低,出现了零和负值,造成了省煤器出口水的汽化。针对低负荷时省煤器出现的汽化现象提出了两种解决方案,即重新设计底循环节点温差和接近点温差,以及改进底循环流程结构,分析了两种方案对于联合循环底循环性能的影响。本文针对燃气-蒸汽联合循环系统设计工况和变工况的研究成果为底循环系统设计和参数匹配提供了有意义的指导。