燃气轮机是一种故障率高的旋转动力机械,在其诸多故障模式中,叶片断裂所占的比重呈逐年增高趋势。尤其在耐高温材料技术未出现有效突破的情况下,叶片断裂问题显得更加突出,造成严重的生产事故及重大的经济损失。目前对燃气轮机的维修保障几乎都是采用在运行限定的时间后对其解体检修,并更换叶片等关键部件等方式。然而由于运行环境等原因,常常发生叶片的碰摩、腐蚀、裂纹等故障,很多机组的叶片在未达到预定寿命时就发生了断裂；或者在稳态运行过程中出现叶尖间隙过大,从而导致低效运行。对叶片进行实时状态监测可有效提高机组的运行安全性及效率,其中叶尖径向位移、叶尖周向位移及叶片的方向角为其主要状态参数,叶尖的径向位移直接决定叶尖间隙值的变化,叶尖的周向位移及叶片方向角的变化可以反映叶片的振动状态。对叶尖间隙、叶问间距及叶片振动参数进行综合分析,可以有效反映叶片的实时运行状态。本文通过对燃气轮机转子叶片运行状态故障特征及失效机理进行分析研究,提出一种基于电涡流脉冲技术的叶片状态监测技术方案及一套基于优化故障树分析法的叶片故障诊断方案。主要工作包括：1、基于电涡流传感器技术,设计一种叶尖间隙测量方案,在静态径向标定的基础上,结合整周期时间历程波形的变化规律,提出一种静态径向标定与周向标定相结合的动态灵敏度获取方案,可以准确的获取不同转速下的动态灵敏度,通过实验对该测试方案进行验证,可测量得到不同转速下的叶尖间隙值,一定程度上解决了电涡流传感器对于欠靶面积及高速欠采样的测试问题；对于叶片振动参数,将触发脉冲技术应用于叶尖定时测振实验,该方法较好的弥补了叶片到达的定位偏差问题,相较于传统的峰值叶尖定时测量法,叶片定位更加准确,保证了振动幅值的测量精度,在此基础上应用自回归叶尖定时算法获取不同转速下的叶片振动幅值及振动频率。2、通过有限元分析法对叶尖间隙测量实验结果进行验证,通过将计算结果与测试结果进行对比,在5000r/min的运行转速下,叶尖间隙值具有较高的准确性。而在更高的转速下,需要进一步优化测量技术或提高探头频响极限；根据实际机组工况,采用热结构耦合技术对不同运行状态下的透平叶片进行叶尖间隙变化的模拟研究,完成对两种惯性载荷及热载荷共同作用下叶尖间隙变化规律及影响权重的定量分析,为实际机组测试提供分析基础。3、应实际工程项目要求,制定一种基于优化FTA法的燃气轮机叶片故障诊断方案,将该方案应用于工程案例,可以分别解决叶片断裂的故障原因分析及风险评估,并相应开发一套燃气轮机叶片故障诊断系统。