随着我国电力需求的不断增长,汽轮机正朝着高参数、大容量方向发展。在发展高参数大容量机组的过程中,由于蒸汽初温和初压的提高,更易造成锅炉及蒸汽管道内的氧化物脱落,产生的氧化铁粒子随同高温高压蒸汽而进入汽轮机,对汽轮机通流部分造成严重的冲蚀破坏,导致机组由于蒸汽初参数的改善所带来的高效率优势大大降低。因此,开展汽轮机内固体颗粒冲蚀问题的研究至关重要。本文以某600MW汽轮机为研究对象,基于欧拉-拉格朗日法和Finnie冲蚀模型,采用计算流体动力学ANSYS-CFX软件分别对调节级整周叶栅及调节阀内固体颗粒冲蚀问题进行三维数值模拟研究,主要工作如下:首先,建立调节级整周模型,对四个调阀控制的高压喷嘴室和调节级叶栅内的气固流动进行全面的数值模拟。详细研究两种调节方式对调节级叶片固体颗粒冲蚀特性的影响。并结合粗糙度引起的调节级效率变化来分析固体颗粒冲蚀对汽轮机经济性的影响。结果表明:不同圆周方向喷嘴的冲蚀率密度存在着很大的不同,冲蚀最严重喷嘴的冲蚀率密度约为冲蚀最轻喷嘴的4×103倍。顺序阀调节下喷嘴的最大冲蚀率密度高于单阀调节,其中粒子撞击角度对冲蚀率密度的影响较小,而粒子撞击速度起决定性作用。随着叶片表面粗糙度的增加,两种调节方式下的调节级效率均下降。且顺序阀调节较单阀调节效率下降的更明显。其次,建立不同开度的调节阀模型,对汽轮机调节阀内的气固流动进行综合的数值模拟。详细研究不同开度对阀门冲蚀特性的影响,同时分析不同粒径下阀门的冲蚀规律。结果表明:在大升程和中等升程工况下,粒子主要冲蚀阀腔底部和喉部区域,然而在小升程工况下,冲蚀严重区域主要集中在阀门扩压区。随着阀门开度的减小,调节阀冲蚀率密度增加,与L/D=28.8%工况相比,L/D=4.8%工况下冲蚀率密度提高了 87%。当阀门运行工况由大升程到中等升程时,粒子撞击速度为影响冲蚀的主要原因,然而由中等升程到小升程时,撞击角度为影响冲蚀率密度主要原因。随着粒径的增大,冲蚀率密度均先增大后减小,其最大的冲蚀率密度均发生在40μm-6μm粒径范围内。