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长距离输水工程单向调压塔技改及水锤控制
作者：曲兴辉
来源：《中国建筑科学》2014年第05期
摘 要：本文利用上下不等面积活塞增压原理而形成的独特结构箱式双向调压塔水力控制原理，以大伙房水库输水（二期）工程营盘配水站2座单向塔改造为实例，采用已建成的单向塔作为上箱体改造成箱式双向调压塔。说明了改造后的箱式双向调压塔不仅可保持原单向塔防负压水锤功能不变，而且可有效解决末端净水厂事故关阀时的正压水锤问题，同时克服了原单向塔进水管道上的单向阀动作不可靠的安全隐患，为长距离输水工程的单向塔改造和超压水锤防护提供了可以借鉴的理论及经验，具有显著的技术经济优势和推广应用前景。 关键词：水锤防护；单向调压塔；箱式调压塔；大伙房水库输水（二期）工程 中图分类号：TV 文献标志码：A 1.引言
长距离输水工程为防止突然关阀、停泵等产生的负压水锤或断流弥合水锤，通常设置单向调压塔，达到负压补水甚至补气作用。然而，设置单向调压塔需要在进塔管路上安装单向阀（止回阀），实践表明，止回阀经常出现动作不可靠现象，甚至拒动作。另外，打开需一定的启动压力（0.02Mpa），大大降低了单向调压塔在解决负压水锤中的重要作用，难以满足速动性与鲁棒性要求，严重危害了长输管线的安全运行。因此提高单向调压塔运行的可靠性、及时性、安全性是一项急需解决的关键问题。
新型箱式双向调压塔利用不等面积活塞增压原理，活塞上部面积乘其水深等于活塞下部面积乘以管道最大压力之积，达到活塞的动态平衡，保证管道发生意外水锤时，只要压力升高大于正常运行最大设计水压，活塞下部的作用合力大于活塞上部的作用合力，活塞上移，打开泄水口，使管道超高压力得以释放，从而保护管道安全，当管道因突然停泵或开阀等水锤原因使管道压力降至低于箱内水深或出现负压时，箱内水则向管道内流动，预防或消除管道断流现象，消减断流弥合水锤。由此可见，箱式双向调压塔具有普通双向调压塔的功能，其高度可大幅度降低，其降低值可根据具体情况适当扩大活塞上部面积即可。由此原理可见，对单向稳压塔进行改造成箱式双向稳压塔，不仅可以解决止回阀动作的不可靠性，保证负压补水、补气作用，而且可以解决突然关阀等正压水锤。 2.箱式双向水力调压塔基本控制原理
箱式双向调压塔之所以能把双向调压塔的高度降低，而功能保持不变，关键采用了上下活塞面积不等，从而达到增压的原理。其数学表达式为： HPSP=HTST （2-1）