大型冷却塔风机在石油、电力、冶金、化工以及纺织等行业的工业循环水系统中得到广泛应用,其运转时能够将高温的工业用水强迫冷却,从而使水能够循环使用。风机的重要地位使得企业要求风机具有较高的安全稳定性能,实时掌握风机的健康状况,如有故障及时停机,避免重大事故,从而使得本文具有非常强的现实意义。本文以风机叶片模态分析为主要方法,详细研究已损叶片的断裂部位和断裂方式,结合理论模态分析结论,分析叶片易断部位,提出改善方案。深入学习已有的风机故障诊断资料,提出一种新型、简单、有效的监控方式,设计科学、有效的风机实时状态监控及报警系统。研究成果已经用于中石化生产,实践表明,具有良好的实用价值。本文的主要研究成果包括：(1)广泛调研模态分析在冷却塔风机叶片分析中的应用情况,深入研究风机结构,详细分析风机的常见故障形式,从机理上分析故障原因,重点分析引起叶片断裂的因素。(2)论述风机叶片静态模态分析理论基础,通过三维设计软件Pro/E,建立风机叶片三维实体模型,运用专业网格化软件Hypermesh将叶片网格化,用有限元软件ANSYS进行模态分析,对比分析各阶模态,寻找风机叶片易断部位,并分析解决方案。(3)分析风机叶片运转时的模态,对比静态模态分析结果,详述动力刚化对于模态结果的影响,并通过叶片振型分析振动对于风机叶片寿命的影响。(4)设计基于叶尖脉冲计时监测原理的实时监测系统,实现了叶片的实时监测,并在此基础上设计风机远程自动报警系统,设计短信监控以及蓝牙监控系统,实现了风机叶片故障准时报警以及及时停车。