彭莫山随道为单线铁路隧道，长5592m。采用大功率轴流风机为主、小功率射流风机为辅的洞口风道吹入式通风系统。在轴流风机的风道出口处，设置整流叶橱，以减小从风道喷射出的气流与随道中心线的交角，同时缩小了风道出口流通断面，使喷射气流的动压增加、静压下降，以减少风道出口与隧道洞口间的静压差。洞口设置射流“风幕”，进一步减小了漏风量，使通风系统满足了使用要求。

彭莫山隧道(概况)

建设方案比选(改造风道提高轴流风机通风效率的主要措施)

彭莫山隧道

概况

彭莫山隧道为单线铁路隧道，长5 592 m，位于焦柳铁路K 1381 }-414处。1976年隧道建成时，在隧道南洞口设有两台80 kW轴流风机。风机的风道出口中心线与隧道中心线的夹角为300，机械通风时，50%以上的风量从隧道短路端的南洞口漏出，因设备不配套，故一直未投人使用。1987年在隧道南洞口增设了钢帘幕，当列车头部出隧道北洞口时，钢帘

幕自动关闭，形成强迫挤压式通风系统，使隧道内有效风速达到4. 5 m/s，机械通风流量为I52. 1 m3/s o经劳卫测试，在通风12 min后，隧道内有害气体浓度降至劳卫标准，达到了规定的通风时间不大于15min的要求。为能保证在列车进入隧道前钢帘幕自动开启，不致造成行车事故，该通风系统的自动控制部分与列车行车信号进行了多重安全联控，大大增加了设备的复杂程度。随着列车密度的增加，钢帘幕已成为行车中的安全隐患，因此运营部门强烈要求用其他有效的通风系统取代钢帘幕式洞口风道吹人式通风系统。

建设方案比选

为取消钢帘幕，曾作过以下设计方案的比选: <1)全射流风机通风方案。经计算，用国产高性能SLFJ-63型射流风机(额定出口风速:39. 2 m/s;流量:12. 2 m3/s;电机输入功率:15 kW)，在隧道内有风速为1. 5 m/s自然反风条件下，为使隧道内的有效风速达到4. 5 m/s，需安装射流风机24台。风机采用集中布置方式，需要扩建既有隧道断面3处。

<2)用射流“风幕”取代钢帘幕，仍采用洞口风道吹人式方案。需在隧道短路端的洞口处集中设置射流风机，以形成射流“风幕”，同时对轴流风机的风道进行必要的改造，以达到减少漏风量，提高轴流风机的通风效率。

第一方案要求对既有隧道断面进行扩大，土建工程量较大，因地质条件所限和在行车条件下施工难度大，故难以采用。为充分利用现有的通风设备，尽量减少土建工程量，确保通风效果，成为研究新通风方案的基本原则。

改造风道提高轴流风机通风效率的主要措施

为尽量减少土建工程量，提高现有两台轴流风机的通风效率，新设计方案除将两台80 kW风机的电机更换为95 kW外，对既有风道采取以下措施进行了改造，见下图。

(1)在既有风道中心线增设隔墙，使两台风机各有一个风道，在一台轴流风机检修的情况下，通风系统仍能运营。

(2)在风道出口处增设不锈钢板的整流叶栅，使风道喷射出的气流与隧道中心线的夹角从300减至130。为减少气流通过整流叶栅时的附加阻力，叶栅形面作了特殊设计，以期将阻力产生的功率损失控制在5%左右。

(3)用整流叶栅相应缩小风道出口流通面积，

使风道出口气流的动压增加，降低风道出口与隧道洞口之间的静压差，以减少漏风量，提高隧道内的有效风量。

轴流风机风道在改造前后，其通风系统的通风性能测试结果如表1所列。改造风道后，在关闭帘幕通风时，风机的电机功率虽比风道改造前增加了2. 80%，但隧道内的有效风速及风量，提高了6.8%~9. 1%;在不关闭帘幕通风时，风道改造后，风机的

电机功率增加了4. 30环，而隧道内的有效风速及风量却提高了88.2%^105.7%,隧道短路端的漏风量减少50%左右。这说明风道经改造和增设整流叶栅后，对减少漏风量，提高轴流风机的通风效率取得了较好的效果。

射流“风幕”、洞口风道吹入式通风系统基本效果

轴流风机既有风道经改造和增设整流叶栅后，虽取得了较好效果，但在隧道的短路端仍然有1. 8~2 m/s的漏风风速，隧道内的有效风速从1. 7 m/s提高到3.2~3.5 m/s，仍达不到设计的要求(4. 5 m/s)。为此，在隧道短路端洞口外安装了10台SLFJ-63型射流风机(备用两台)，并相应增建了长16. 2 m的引风洞。测试结果表明(表2)，在隧道内有1. 55 m/s自然反风的条件下，8台射流风机和2台轴流风机在隧道内形成的有效风速达到了9. 25 m/s。经劳卫部门测试，列车尾部出洞后，隧道内的有害气体浓度降至劳卫标准所需的通风时间为1 1. 9~12. 3 min，达到了用射流“风幕”取代钢帘幕的通风效果和设计要求。目前轴流风机电机的实际输人功率小于电机的额定功率，今后根据运营要求，可调整风机叶片角度，使其达到额定功率，将可进一步提高隧道内的有效风量和减少通风时间。由此得到以下基本认识:

<1)射流风机因具有功率小，布置方式机动灵活，对近、远期通过隧道的车流量相差较大时，可根据需要分期安装射流风机，减少一次性投资和降低运营成本等特点，故在隧道通风中得到了广泛应用。但对长大隧道而言，因所需通风量大，要求安装的射流风机台数多，相应也带来了风机布置距离过长、所需供电电缆的截面过粗、风机控制系统的复杂程度相应增大等缺点，致使工程的投资增加，故采用以大功率轴流风机为主、小功率射流风机为辅的通风系统，不失为可供选择的方案。以彭莫山隧道为例，采用大功率轴流风机为主、小功率射流风机为辅的通风方案，与全射流风机方案相比较，前者的总功率为310 kW，后者的总功率为360 kW，不仅消耗功率较少，降低了运营成本，而且风机集中布置在隧道洞口，节省了供电电缆，便于对设备控制和管理。

<2)为减少轴流风机风道的土建工程量，或因地质、地形条件限制，致使风道与隧道中心线交角较大时，可在风道出口处设置具有特殊形面的整流叶栅，以减小从风道中喷射出的气流与隧道中心线的夹角，同时适当缩小风道出口流通断面，以增加喷射气流在出口处的动压，降低风道出口与隧道短路端洞口的静压差，可有效减少其漏风量，提高轴流风机

的通风效率。

(3)为进一步提高轴流风机的通风效率，可在隧道短路端设置一组射流风机，靠射流风机喷射出的气流形成“风幕”，以减少轴流风机的气流向隧道短路端泄漏，此种方式会因两股气流的相互干扰而带来一定的功率损失，因此在有条件的情况下，可将洞口处设置的射流风机移至隧道内距轴流风机风道出口60 ~ 100 m处，在风机的下游段形成负压区，

诱导风道出口的气流大部或全部顺利进入隧道的通风段，提高通风系统的通风效率