1、概述
湘鋼能源中心三加壓站J1#、J2#焦爐煤氣加壓機組是沈鼓產D200-II型離心風機機組。自2005年8月投運后，因機組振動超標，只能在2300 r/min以下運行，且敝障頻發(fā)，檢修成本高，一直未能達產達效。J2，機組情況更為嚴重。
風機概況：機組采用變頻電機帶彈性聯(lián)軸器直接拖動，最高轉速2985 r/min，最大排氣量200 m
3/min，單吸排，3級壓縮，用支承、支推滑動軸承呈“工”字形雙支撐結構。
風機的軸瓦振動值、軸溫值、潤滑油溫、油壓值等參數(shù)通過DCS系統(tǒng)顯示并與風機聯(lián)鎖。風機置于5m高的2樓樓面上，共有5臺機組共用廠房同一樓板。樓板為1.2 m厚的鋼筋混凝土架空層，風機地腳螺栓植入樓板鋼筋混凝土內。
2、故障及原因分析
2.1故障情況
機組自投運以來就只能在2 300 r/min以下運行，2 300 r/min時，支推支承振速為4 mm/s以上(機組聯(lián)鎖報警值：5 mm/s，聯(lián)鎖跳機值：8 mm/s)；2 300～2 500 r/min振速為5～6 mm/s左右，振動隨轉速遞增；2800 r/min時機組聯(lián)鎖跳機。
因為在2300 r/min運行時也屬于高振動區(qū)運行，所以軸瓦經常發(fā)生裂紋、掉塊或燒損情況，檢修頻繁。
多次對機組進行更換軸瓦，轉子組徑向、端面跳動等參數(shù)檢測，轉子動平衡調整，電機檢修，聯(lián)軸器對中調整，管道消除應力等檢修手段處理，都未取得明顯效果。
2.2原因分析
2009年5月，在2500 r/min轉速工況下，用便攜式測振儀多次對機組進行布點檢測。并進行振動頻譜特征分析。01、02、03為軸承檢測點，分垂直、平面、軸向三個方向檢測。04～11測點為電機和風機地腳螺栓檢測點，具體檢測布點如圖3。
非正常的頻譜圖有：①軸承檢測點02、03點，其特征基本相似。03點垂直方向頻譜簡圖如圖4：②地腳檢測點08、09、10、11點，其特征基本相似。11點F3位頻譜簡圖如圖5。
根據(jù)以前運行、檢修過程中獲得的信息和表1、圖4、圖5提供的數(shù)據(jù)對機組的振動特征進行綜合分析：
(1)機組中電機的振動值較小，較均勻，頻譜分析較正常，運行狀況也較正常。
(2)支承軸承振動偏大，支推軸承振動及其基礎底座較大，混凝土基礎振動最大。
(3)在所有檢測點上以垂直方向的振動值最大，有由上至下遞增的趨勢。10、11檢測點混凝土基礎振動值和基礎底座振動值比較有急劇增大。各檢測點F2位和F3位的振動相位差別也很大。
(4)從頻譜圖分析基頻振動較大，伴有2倍頻分量，還產生高次諧波振動，有倍頻振動特征，頻譜結構呈梳齒狀，相位角為O°。
(5)振動狀況隨轉速遞增。
2.3分析結論
(1)電機狀況正常。
(2)在風機振動頻譜中雖工頻振動占優(yōu)勢，但振動位置有很大的局限性，主要體現(xiàn)在基礎底座和混凝士基礎位置之間。而且垂直方向振動值遠大于水平方向和軸向，同時振動相位角為0°，因此可以初步排除不對中、不平衡等情況。事實上轉子動平衡檢測、聯(lián)軸器對中、軸瓦刮研和風機各零部件裝配精度等都在本次故障診斷前24 h左右進行過精心校驗。本次故障診斷是在機組整體檢修后試運行狀況不佳的情況下進行的。因此也可以證明分析結論是正確的。
(3)根據(jù)風機支承、支推軸承基座地腳螺栓部位振動幅值大、振動頻譜結構呈梳齒狀，相位角為0°、基礎底座和混凝土基礎振動相位差別大等特征進行綜合分析，初步判斷認為機組振動的原因是：①基礎底座和混凝土基礎強度或剛度不夠。②基礎底座墊鐵之間有間隙或其他原因沒有墊實，有相對位移現(xiàn)象。③地腳螺栓松動。
當轉子在高速運行時會產生較大的離心力，而支承、支推軸承因前述三種原因造成基礎不實，支撐力不夠而產生振動。特別是支推軸承除承受徑向、軸向載荷外，還要承受尾端主油泵在高速旋轉時產生的離心力，故振動更為明顯。
為驗證分析結論的準確性。對08、09、10、11點風機地腳螺栓(M36)進行緊固，發(fā)現(xiàn)在使用500 N·m力矩正常緊固螺栓時，螺帽總能轉動，不能受力。用鐘面百分表指針頂住地腳螺栓頂部再進行緊固，百分表顯示地腳螺栓明顯向上升位，對08、09、10、11點各地腳螺栓逐一檢測，結果一致。
3、處理措施
3.1地腳螺栓重植的補救措施
拔掉風機，打掉二次灌漿，從一次灌漿基礎中鑿出各地腳螺栓后，發(fā)現(xiàn)地腳螺栓埋入混凝土深度僅有250 mm，焊接定位在混凝土表層的鋼筋上。沒有按照安裝圖紙的要求進行施工。圖紙要求是一次灌漿預留800 mm深預留孔，地腳螺栓植入孔深700 mm后對預留孔再次灌注。本次對J2#機組的整改，如果按照安裝圖紙的要求進行螺栓植入施工，勢必破壞樓層的主體結構的強度，因5臺機組共用一個樓層，因此可能造成巨大的經濟損失。為了不破壞樓層的主體結構，在不損壞混凝土基礎的鋼結構的前提下，我們采取的補救措施是：，用風鎬在混凝土基礎中打長×寬×深=250 mmx250 mmX 500mm孔，①將新地腳螺桿植入孔內500 mm;②用020鋼筋煨成“L”型對新地腳螺栓進行定位、加固、逐層焊接在混凝土鋼結構的鋼筋上；③用高強快干灌漿料灌注。
3.2調整軸承座基礎底座安裝精度的補救措施
在拔掉風機后，用合像水平儀檢測基礎底座的水平度，發(fā)現(xiàn)支承軸承座的基礎底座向風機機殼方向傾斜3.64/1000 mm，支推軸承座的基礎底座向風機機殼方向傾斜5.87/1000 mm。
在打掉二次灌漿后，發(fā)現(xiàn)在兩基礎底座下只布置了三組墊鐵。寬度方向各一組．外側長度方向一組，靠機殼的內側由于布置墊鐵困難沒有布置墊鐵．且各墊鐵組由于表面粗糙度差又無焊接定位已移動錯位，因此基礎底座由于支撐不實而發(fā)生傾斜。這也是機組振動的主要原因之一。我們采取的補救措施是：將原有的墊鐵組更換為表面粗糙度和尺寸精度較高的墊鐵組。按照安裝圖紙的要求重新布置墊鐵組，兩長度方向各兩組，兩寬度方向各一組。結合轉子的揚度情況對基礎底座進行水平度找平，偏差范圍<0.06/1000 mm。對調整好的墊鐵組進行焊接定位。用高強快干灌漿料進行二次灌漿。
3.3對機組重新安裝
對機組的機殼、滑動軸承、轉子、軸封、主、輔油泵、電機、聯(lián)軸器對中、進出口管道對接等零部件進行重新裝配和調整，并確保調整裝配精度。
4、運行效果
機組在進行15天的整改后試運行，振動狀況明顯改善，各檢測點振動值達到良好級國際振動標準（IS02372-1974振動標準：0.28 mm/s～1.12 mm/s為“良好”），其他技術參數(shù)也在正常范圍以內。表2是J2#機組在2 800 r/min轉速運行時01～11各檢測點的振動值。
J2#機組經過整改處理后至今一直是滿負荷運行，運行狀況良好。產量提高了35%左右，實現(xiàn)了機組達產達效的生產目標。
5、經驗教訓總結
5.1從土建設計角度總結
在進行大型設備土建基礎設計時，應盡量考慮單機組單基礎，避免多機組共用一個基礎．以免一臺機組因改變基礎結構或產生振動等影響其他機組的正常運行，因此而造成不必要的經濟損失。
5.2從設備安裝角度總結
設備安裝的質量是設備日后投入正常生產和檢修的關鍵，它直接決定設備的運行狀況和檢修狀況。設備安裝施工是一項科學而嚴謹?shù)墓ぷ鳎仨殗栏癜凑瞻惭b要求施工。特別是對如鼓風機等高速旋轉設備的基礎底座調整，地腳螺栓預埋等隱蔽項目的施工要引起高度重視，否則在出現(xiàn)問題時給故障診斷和處理造成很大的難度，由此帶來的經濟損失也不容忽視。
5.3從振動故障診斷角度總結
機組的振動是復雜的，其原因也是各種各樣的。在分析問題的時候不能單純地從測量數(shù)據(jù)進行，要結合設備的性能和特征從多方面考慮。在進行數(shù)據(jù)分析時要結合振動頻譜特征進行分析，同時對機組的振動檢測需要有連續(xù)性。還要根據(jù)趨勢的變化來判斷。
設備故障診斷技術的應用可以及時發(fā)現(xiàn)設備故障的早期征兆，判斷故障可能的發(fā)展過程，預防和減少惡性事故的出現(xiàn)，變被動檢修為主動檢修。通過此技術的應用可以查明故障根源，進行一切基于可靠性的精確檢修，減少盲目和剩余檢修。
5.4從如何采取處理措施的角度總結
機械傳動是一門自然科學，因此對設備故障的處理應該遵循科學規(guī)律，做到“有的放矢”。在查處故障原因的前提下“對癥下藥”，根除“病源”，不能做“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的事情。應充分利用現(xiàn)有的條件和技術裝備，靈活的采取處理措施，消除設備故障隱患，同時提高自身處理設備故障的能力。
三門峽富通新能源銷售風機、離心風機、軸流風機等設備。
