汽轮机通流部分是蒸汽通过并实现将蒸汽携带的热能转换为机械能的关键设备，也是实施火电厂状态监测和故障诊断的重点和难点。与传统的振动诊断方法相比，热力参数诊断方法在汽轮机通流部分的故障诊断方面更具优势。本文以弗留格尔公式为基础，主要研究反映汽轮机级组通流能力的重要性能指标—特征通流面积的定义、计算方法及其应用。通过对不同类型机组的参数进行计算发现：对于同一级组来说，当几何参数不变时，特征通流面积为常数；因此，该指标可用来表征级组通流能力的大小。论文分析了高压级组和最末级组的特征通流面积计算结果产生偏差的原因，分别采用压缩因子和统计回归修正方法对上述级组的计算偏差进行修正，修正结果可以满足诊断要求。利用特征通流面积进行汽轮机通流部分的故障诊断时，确定诊断指标的基准值是一项重要的基础工作。根据汽轮机通流部分各个级组的特征通流面积变化规律，将汽轮机通流部分分为调节级、中间级组和末级，对这三段采用不同的方法进行分析，确定准确的基准值。在研究汽轮机叶片结垢和冲蚀故障原因及机理的基础上，分析叶片结垢厚度（冲蚀深度）与特征通流面积之间的关系，确定了基于特征通流面积的汽轮机通流部分故障诊断模型。本文选定某发电厂600MW汽轮机组作为应用对象，分析了该机组的两次试验数据，通过计算数据判断第三级组存在结垢故障，诊断结果与机组小修时现场发现的情况一致，证实了诊断模型的正确性。最后，为了及时准确地监测和诊断汽轮机通流部分的运行状况，本文以Matlab软件为开发平台，研制出了600MW汽轮机叶片结垢与冲蚀故障诊断系统。该系统自动计算不同工况下各机组的特征通流面积和相对内效率，分析其偏差情况，从而判断各机组的实际运行状态，对于生产实践具有重要的指导意义。