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烟气轮机是一种典型的旋转机械，是中国石化集团公司北京燕山分公司炼油厂特护关键机组的核心设备之一，在重油催化裂化生产过程中占有重要地位，它利用催化裂化生产过程产生所蕴含大量热能与压力能的烟气膨胀做功驱动轴流式压气机或发电机旋转工作。由于烟气轮机结构复杂、运行环境恶劣，稳定性差，振动大，使其故障率高，并由此造成难以估量的经济损失与安全危害。因此，如何对烟气轮机的故障信息进行有效获取、提取及识别是故障诊断技术研究领域的一个难题。
分析了YLⅡ-18000A型烟气轮机的系统构成及运行特点，重点分析了烟气轮机的几种常见故障模式，根据现场故障记录，深入研究了故障的原因。
系统研究了烟气轮机故障诊断中常用的三种分析方法：波形分析法、传统谱分析法及全息谱分析法。
建立了相应的转子数学模型，对常见故障进行了机理分析，重点分析了转子不对中及不平衡这两类典型故障。
构建了模拟烟气轮机工作、升速及停机过程中轴承振动的实验系统，利用本特利RK4转子实验台，在线监测转子径向振动信号的轴心轨迹形状及变化规律，并结合频谱、全息谱分析，提取了故障特征信息，对信号特征进行分析研究。
通过数学建模及实验论证的方法，综合分析了催化装置中烟气轮机故障率高的具体原因，为烟气轮机状态监测与故障诊断提供了重要参考。