随着我国新能源装机容量迅速增加，火电机组参与深度调峰次数越来越多，造成汽轮机低负荷运行时间增长，热效率降低，经济效益变差。本文以一台600MW超临界火电机组为例，基于理论分析与实际运行数据相结合方式，对深度调峰工况下汽轮机热效率损失原因进行了详细分析。当机组负荷小于40%额定负荷时，汽轮机热效率损失主要包括：高中压缸效率降低、低压缸鼓风损失增加、回热系统匹配不佳、节流调节损失增加以及辅机能耗比例提高等因素。通过对深度调峰工况下热力系统数学建模，定量分析不同因素对热效率影响大小，在所有因素中低压缸鼓风损失和回热系统匹配不良是造成热效率降低主要原因。为了改善上述情况，提出了汽轮机旁路优化、高低压加热器切换策略、给水泵运行方式改变、凝汽器真空优化控制以及滑压运行曲线优化等综合节能措施并应用于实际工程中，取得良好效果。结果表明，采取以上一系列节能措施后，机组在40%负荷工况下供电煤耗可以降低8～12g/kWh，每年节约标准煤约2500t，具有很好的经济效益和社会效益，为火电机组深度调峰运行提供一定参考。