1、概述
湘钢能源中心三加压站J1#、J2#焦炉煤气加压机组是沈鼓产D200-II型离心风机机组。自2005年8月投运后，因机组振动超标，只能在2300 r/min以下运行，且敝障频发，检修成本高，一直未能达产达效。J2，机组情况更为严重。
风机概况：机组采用变频电机带弹性联轴器直接拖动，最高转速2985 r/min，最大排气量200 m3/min，单吸排，3级压缩，用支承、支推滑动轴承呈“工”字形双支撑结构。
风机的轴瓦振动值、轴温值、润滑油温、油压值等参数通过DCS系统显示并与风机联锁。风机置于5m高的2楼楼面上，共有5台机组共用厂房同一楼板。楼板为1.2 m厚的钢筋混凝土架空层，风机地脚螺栓植入楼板钢筋混凝土内。
2、故障及原因分析
2.1故障情况
机组自投运以来就只能在2 300 r/min以下运行，2 300 r/min时，支推支承振速为4 mm/s以上(机组联锁报警值：5 mm/s，联锁跳机值：8 mm/s)；2 300～2 500 r/min振速为5～6 mm/s左右，振动随转速递增；2800 r/min时机组联锁跳机。
因为在2300 r/min运行时也属于高振动区运行，所以轴瓦经常发生裂纹、掉块或烧损情况，检修频繁。
多次对机组进行更换轴瓦，转子组径向、端面跳动等参数检测，转子动平衡调整，电机检修，联轴器对中调整，管道消除应力等检修手段处理，都未取得明显效果。
2.2原因分析
2009年5月，在2500 r/min转速工况下，用便携式测振仪多次对机组进行布点检测。并进行振动频谱特征分析。01、02、03为轴承检测点，分垂直、平面、轴向三个方向检测。04～11测点为电机和风机地脚螺栓检测点，具体检测布点如图3。
非正常的频谱图有：①轴承检测点02、03点，其特征基本相似。03点垂直方向频谱简图如图4：②地脚检测点08、09、10、11点，其特征基本相似。11点F3位频谱简图如图5。
根据以前运行、检修过程中获得的信息和表1、图4、图5提供的数据对机组的振动特征进行综合分析：
(1)机组中电机的振动值较小，较均匀，频谱分析较正常，运行状况也较正常。
(2)支承轴承振动偏大，支推轴承振动及其基础底座较大，混凝土基础振动最大。
(3)在所有检测点上以垂直方向的振动值最大，有由上至下递增的趋势。10、11检测点混凝土基础振动值和基础底座振动值比较有急剧增大。各检测点F2位和F3位的振动相位差别也很大。
(4)从频谱图分析基频振动较大，伴有2倍频分量，还产生高次谐波振动，有倍频振动特征，频谱结构呈梳齿状，相位角为O°。
(5)振动状况随转速递增。
2.3分析结论
(1)电机状况正常。
(2)在风机振动频谱中虽工频振动占优势，但振动位置有很大的局限性，主要体现在基础底座和混凝士基础位置之间。而且垂直方向振动值远大于水平方向和轴向，同时振动相位角为0°，因此可以初步排除不对中、不平衡等情况。事实上转子动平衡检测、联轴器对中、轴瓦刮研和风机各零部件装配精度等都在本次故障诊断前24 h左右进行过精心校验。本次故障诊断是在机组整体检修后试运行状况不佳的情况下进行的。因此也可以证明分析结论是正确的。
(3)根据风机支承、支推轴承基座地脚螺栓部位振动幅值大、振动频谱结构呈梳齿状，相位角为0°、基础底座和混凝土基础振动相位差别大等特征进行综合分析，初步判断认为机组振动的原因是：①基础底座和混凝土基础强度或刚度不够。②基础底座垫铁之间有间隙或其他原因没有垫实，有相对位移现象。③地脚螺栓松动。
当转子在高速运行时会产生较大的离心力，而支承、支推轴承因前述三种原因造成基础不实，支撑力不够而产生振动。特别是支推轴承除承受径向、轴向载荷外，还要承受尾端主油泵在高速旋转时产生的离心力，故振动更为明显。
为验证分析结论的准确性。对08、09、10、11点风机地脚螺栓(M36)进行紧固，发现在使用500 N·m力矩正常紧固螺栓时，螺帽总能转动，不能受力。用钟面百分表指针顶住地脚螺栓顶部再进行紧固，百分表显示地脚螺栓明显向上升位，对08、09、10、11点各地脚螺栓逐一检测，结果一致。
3、处理措施
3.1地脚螺栓重植的补救措施
拔掉风机，打掉二次灌浆，从一次灌浆基础中凿出各地脚螺栓后，发现地脚螺栓埋入混凝土深度仅有250 mm，焊接定位在混凝土表层的钢筋上。没有按照安装图纸的要求进行施工。图纸要求是一次灌浆预留800 mm深预留孔，地脚螺栓植入孔深700 mm后对预留孔再次灌注。本次对J2#机组的整改，如果按照安装图纸的要求进行螺栓植入施工，势必破坏楼层的主体结构的强度，因5台机组共用一个楼层，因此可能造成巨大的经济损失。为了不破坏楼层的主体结构，在不损坏混凝土基础的钢结构的前提下，我们采取的补救措施是：，用风镐在混凝土基础中打长×宽×深=250 mmx250 mmX 500mm孔，①将新地脚螺杆植入孔内500 mm;②用020钢筋煨成“L”型对新地脚螺栓进行定位、加固、逐层焊接在混凝土钢结构的钢筋上；③用高强快干灌浆料灌注。
3.2调整轴承座基础底座安装精度的补救措施
在拔掉风机后，用合像水平仪检测基础底座的水平度，发现支承轴承座的基础底座向风机机壳方向倾斜3.64/1000 mm，支推轴承座的基础底座向风机机壳方向倾斜5.87/1000 mm。
在打掉二次灌浆后，发现在两基础底座下只布置了三组垫铁。宽度方向各一组．外侧长度方向一组，靠机壳的内侧由于布置垫铁困难没有布置垫铁．且各垫铁组由于表面粗糙度差又无焊接定位已移动错位，因此基础底座由于支撑不实而发生倾斜。这也是机组振动的主要原因之一。我们采取的补救措施是：将原有的垫铁组更换为表面粗糙度和尺寸精度较高的垫铁组。按照安装图纸的要求重新布置垫铁组，两长度方向各两组，两宽度方向各一组。结合转子的扬度情况对基础底座进行水平度找平，偏差范围<0.06/1000 mm。对调整好的垫铁组进行焊接定位。用高强快干灌浆料进行二次灌浆。
3.3对机组重新安装
对机组的机壳、滑动轴承、转子、轴封、主、辅油泵、电机、联轴器对中、进出口管道对接等零部件进行重新装配和调整，并确保调整装配精度。
4、运行效果
机组在进行15天的整改后试运行，振动状况明显改善，各检测点振动值达到良好级国际振动标准（IS02372-1974振动标准：0.28 mm/s～1.12 mm/s为“良好”），其他技术参数也在正常范围以内。表2是J2#机组在2 800 r/min转速运行时01～11各检测点的振动值。
J2#机组经过整改处理后至今一直是满负荷运行，运行状况良好。产量提高了35%左右，实现了机组达产达效的生产目标。
5、经验教训总结
5.1从土建设计角度总结
在进行大型设备土建基础设计时，应尽量考虑单机组单基础，避免多机组共用一个基础．以免一台机组因改变基础结构或产生振动等影响其他机组的正常运行，因此而造成不必要的经济损失。
5.2从设备安装角度总结
设备安装的质量是设备日后投入正常生产和检修的关键，它直接决定设备的运行状况和检修状况。设备安装施工是一项科学而严谨的工作，必须严格按照安装要求施工。特别是对如鼓风机等高速旋转设备的基础底座调整，地脚螺栓预埋等隐蔽项目的施工要引起高度重视，否则在出现问题时给故障诊断和处理造成很大的难度，由此带来的经济损失也不容忽视。
5.3从振动故障诊断角度总结
机组的振动是复杂的，其原因也是各种各样的。在分析问题的时候不能单纯地从测量数据进行，要结合设备的性能和特征从多方面考虑。在进行数据分析时要结合振动频谱特征进行分析，同时对机组的振动检测需要有连续性。还要根据趋势的变化来判断。
设备故障诊断技术的应用可以及时发现设备故障的早期征兆，判断故障可能的发展过程，预防和减少恶性事故的出现，变被动检修为主动检修。通过此技术的应用可以查明故障根源，进行一切基于可靠性的精确检修，减少盲目和剩余检修。
5.4从如何采取处理措施的角度总结
机械传动是一门自然科学，因此对设备故障的处理应该遵循科学规律，做到“有的放矢”。在查处故障原因的前提下“对症下药”，根除“病源”，不能做“头痛医头，脚痛医脚”的事情。应充分利用现有的条件和技术装备，灵活的采取处理措施，消除设备故障隐患，同时提高自身处理设备故障的能力。
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