CN101785963B - 自动生成喷淋塔的喷淋层布置图的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动生成喷淋塔的喷淋层布置图的方法和装置，其根据布置图参数在计算机上利用专用程序自动生成喷淋层布置图。在一个实施例中，本发明基于对单层喷嘴数进行约束的喷嘴数约束条件和基于对管道内的循环浆液的流速进行约束的流速约束条件确定第一和第二部分布置图参数，并根据对喷淋层的喷嘴覆盖状态的覆盖要求，调节和/或确定与喷嘴布置相关的布置图参数。本发明的方法和装置提高了设计人员的工作效率，把设计人员从繁杂的工作中解脱出来；同时提高了设计的准确度，减少了设计人员在校核过程中的失误。

Description

自动生成喷淋塔的喷淋层布置图的方法

技术领域

本发明涉及烟气脱硫技术，更具体地，本发明涉及一种自动生成喷淋塔的喷淋层布置图的方法和装置。 

背景技术

喷淋塔是烟气脱硫系统的核心装置。喷淋塔内通常布置有一个或多个喷淋层，每个喷淋层中分布有多个喷嘴。喷淋层中的喷嘴向喷淋塔内部喷射吸收剂浆液，进入该喷淋塔内的烟气在流动过程中与该浆液接触，以便由该浆液吸收掉烟气中的二氧化硫和/或其它污染物。 

喷淋层布置是烟气脱硫设计的一个重要部分，喷淋塔喷淋层布置直接影响着喷淋效果的好坏和脱硫效率。如果喷嘴布置不合理，就容易出现喷淋覆盖不到的区域或者出现大面积喷淋薄弱区域，这样就会导致烟气短路和脱硫效率降低。以往的喷嘴布置都是由人工根据流量计算喷嘴的个数，再根据计算的结果利用画图工具AutoCAD等手工设计。这种设计方法没有针对性，工作人员只能根据需要由直线、圆等基础图绘制出自己需要的图形。而且这种方法工作量大，效率低，往往容易出错且不易检查。 

发明内容：

本发明目的旨在解决现有技术的缺陷，提供一种自动生成喷淋塔喷淋层布置图的方法。 

根据本发明的一个方面，提供了一种自动生成喷淋塔的喷淋层布置图的方法，该喷淋塔包括至少一个喷淋层，每个喷淋层包括输送循环浆液的管道以及布置在管道上的多个喷嘴，对于单个喷淋层的布置图，所述方法包括：步骤1000)：确定生成所述布置图所需的布置图参数，其中，所述布置图参数中的至少一部分是利用一种或多种约束条件来确定的；步骤2000)：根据所述布置图参数在计算机上利用专用程序自动生成所述喷淋层布置图。 

在所述方法的一个实施例中，所述步骤1000)包括： 

步骤1100)：基于对单层喷嘴数进行约束的喷嘴数约束条件，确定第一部分布置图参数； 

步骤1200)：根据对喷淋层的喷嘴覆盖状态的覆盖要求，调节和/或确定与喷嘴布置相关的布置图参数； 

步骤1300)：基于对管道内的循环浆液的流速进行约束的流速约束条件，确定第二部分布置图参数。 

根据本发明的另一方面，提供了一种自动生成喷淋塔中的喷淋层的布置图的装置，该喷淋塔包括至少一个喷淋层，每个喷淋层包括输送循环浆液的管道以及布置在管道上的多个喷嘴，对于单个喷淋层的布置图，所述装置由计算机以及存储在计算机内的可执行专用程序构成，所述装置包括： 

理论单层喷嘴数确定模块，其接收用户输入的第一相关参数，在基于单层平均覆盖率的覆盖率约束条件下确定第一相关参数和理论单层喷嘴数； 

实际单层喷嘴数确定模块，其接收用户输入的第二相关参数，在基于理论单层喷嘴数的喷嘴数约束条件下确定第二相关参数和实际单层喷嘴数； 

喷嘴覆盖状态模块，其能够接收用于输入的调节信息，调节与喷嘴布置相关的布置图参数，使得喷淋层的喷嘴覆盖状态满足覆盖要求； 

管道流速确定模块，其接收用户输入的第三相关参数，在基于所述管道内的循环浆液流速的流速约束条件下确定第三相关参数和所述管道内的循环浆液流速； 

喷淋层布置图生成模块，所述喷淋层布置图生成模块根据布置图参数生成喷淋层布置图。 

在一个实施例中，所述理论单层喷嘴数确定模块可以包括： 

第一设定单元，其接收用户输入的所述第一相关参数； 

第一计算单元，其根据所述第一相关参数计算所述理论单层喷嘴数与所述单层平均覆盖率； 

第一判定单元，其接收用户输入的关于所述单层平均覆盖率是否满足所述覆盖率约束条件的判定信息，如该判定信息表示满足所述覆盖率约束条件，则接受并存储所述理论单层喷嘴数以及当前设定的所 述第一相关参数，并调用所述实际单层喷嘴数确定模块，否则返回至第一设定单元由用户重新设定所述第一相关参数。 

在一个实施例中，所述实际单层喷嘴数确定模块可以包括： 

第二设定单元，其接收用户输入的所述第二相关参数； 

第二计算单元，其根据所述第二相关参数计算所述实际单层喷嘴数； 

第二判定单元，其接收用户输入的关于所述实际单层喷嘴数是否满足所述喷嘴数约束条件的判定信息，如该判定信息表示满足所述喷嘴数约束条件，则接受并存储所述实际单层喷嘴数以及当前设定的所述第二相关参数，并调用所述喷嘴覆盖状态模块，否则返回至第二设定单元由用户重新设定所述第二相关参数。 

优选地，所述理论单层喷嘴数确定模块和/或实际单层喷嘴数确定模块可以确定了所述布置图参数中的第一部分布置图参数。优选地，所述第一部分布置图参数可包括与喷嘴布置相关的参数。 

在一个实施例中，所述喷嘴覆盖状态模块可以包括： 

效果图生成单元，其读取所述与喷嘴布置相关的布置图参数，并生成喷淋层效果图，该喷淋层效果图表示了喷嘴覆盖状态； 

效果图调节单元，其接收用户输入的调节信息，并根据该调节信息更新所述的与喷嘴布置相关的布置图参数； 

效果图判定单元，其接收用户输入的关于所述喷嘴覆盖状态是否满足覆盖要求的判定信息，如该判定信息表示满足所述覆盖要求，则接受当前的与喷嘴布置相关的布置图参数，并调用所述管道流速确定模块，否则返回至效果图调节单元。 

在一个实施例中，所述管道流速确定模块可以包括： 

第三设定单元，其接收用户输入的所述第三相关参数； 

第三计算单元，其根据所述第三相关参数计算所述管道内循环浆液的流速； 

第三判定单元，其接收用户输入的关于所述流速是否满足所述流速约束条件的判定信息，如该判定信息表示满足所述流速约束条件，则接受并存储所述流速以及当前设定的所述第三相关参数，并调用所述喷淋层布置图生成模块，否则返回至第三设定单元由用户重新设定所述第三相关参数。 

优选地，所述管道流速确定模块确定了所述布置图参数中的第二部分布置图参数。优选地，所述第二部分布置图参数包括与管道布置相关的参数。 

在一个实施例中，各个所述模块分别具有用户界面，所述用户界面接收用户输入和/或显示输出。其中优选地，所述喷淋层效果图是所述效果图调节单元的用户界面。 

本发明具有如下的有益效果： 

1)在一个实施例中，本发明在确定布置图参数的过程中就考虑了各种约束条件，使得最后生成的喷淋层布置图自动就满足了这些约束条件； 

2)在一个实施例中，本方法在计算机上采用窗口式用户界面，只需输入参数就能自动进行计算，并最终生成喷淋塔喷淋层布置图，操作方便且直观明了； 

2)在一个实施例中，所需输入的各种参数以及各种约束条件出现在用户界面中进行提示，很多设计工程经验可以体现在这些提示中。这样，即使是新员工也能快速高效地进行设计，以获取满意的布置图。 

3)在一个实施例中，能在效果图中修改喷嘴的个数和位置，避免出现喷淋覆盖不到的区域并减少喷淋薄弱区域。完成该部分设计通常只需几分钟的时间，大大提高了工作效率和准确度，而且减少了设计人员在校核过程中的失误，并能提高喷嘴布置的均匀度，提高整个喷淋塔的喷淋性能。 

总之，本发明的方法和装置提高了设计人员的工作效率，把设计人员从繁杂的工作中解脱出来；同时提高了设计的准确度，减少了设计人员在校核过程中的失误。 

附图说明：

图1为本发明方法的一个实施例的流程图； 

图2为图1的方法中用于确定理论单层喷嘴数的用户界面； 

图3为图1的方法中用于确定实际单层喷嘴数的用户界面； 

图4是图1的方法中用于生成喷淋层效果图的用户界面； 

图5是按照图1的方法生成的喷淋层效果图的一个实施例； 

图6是按照图1的方法调节后生成的喷淋层效果图的一个实施例； 

图7是图1的方法中用于确定管道流速的用户界面； 

图8是按照图1的方法生成的喷淋层布置图的一个实施例。 

具体实施方式

在烟气脱硫系统的喷淋塔中通常有多个喷淋层，每个喷淋层具有布置在一个平面内的多个喷嘴。并且，每个喷淋层具有用于输送循环浆液的管道，这些喷嘴间隔布置在该管道上。在工作时，该管道将循环浆液输送到各个喷嘴处，并由喷嘴将该浆液喷射到喷淋塔内部，使得浆液与喷淋塔内的烟气进行接触，从而对烟气进行洗涤，以便将烟气内的污染物(如二氧化硫等)去除。 

在设计喷淋塔中的喷淋层时，通常需要为每个喷淋层设计出喷淋层布置图，如图8所示出的按照本发明一个实施例生成的喷淋层布置图所示。喷淋层布置图通常要画出管道和喷嘴的布置，并任选地标示出其它各种布置图参数。这样，施工人员就可以按照该喷淋层布置图制造并安装喷淋层。 

在图8的示例性实施例中，该喷淋层布置图中的管道包括主管和支管。在该布置图中，两根主管相互平行地沿横向布置的，每一根主管由不同直径的三段构成，且相邻两段主管之间经由变径段过渡。每根主管的两侧具有多根平行布置的支管，喷嘴分散分布在这些支管上。每根主管的两侧具有相互平行的多根支管，每根支管上可以含有一个、两个、三个或者四个喷嘴。并且，图8的喷淋层布置图还示出了两根主管之间的间距、每根主管的各段的直径(I.D.)和流量(V)、相邻支管之间的间距、支管直径(I.D.)和流量(V)、支管上的喷嘴间距等布置图参数。图8所示示例性实施例中有关直径和距离的示例性参数的单位为毫米(mm)。 

上述这些参数都是设计该喷淋层布置图时所需要确定的布置图参数。图8所示喷淋层布置图的左下方还可包括其它一些信息，如每层喷嘴的个数、每个喷嘴的流量以及喷淋层的层数等。图8所示喷淋层布置图的右下方还可包括一些其它辅助信息，如设计单位、项目名称、制图比例等等。 

在生成例如图8所示的喷淋层布置图或者其它型式的喷淋层布置 图时，需要考虑到各种约束和要求(下文称为约束条件)。例如，每个喷嘴所喷射出的浆液具有一定的覆盖范围(称为喷嘴覆盖范围，通常用喷嘴覆盖直径表示)，喷淋层中所有喷嘴的覆盖范围应当能够恰当覆盖喷淋塔内需要进行喷淋的区域(对于柱形塔，通常用喷淋边界直径来表示)。而且，虽然喷嘴数量越多，喷淋效果越好，但是，出于成本考虑，希望所使用的喷嘴数量在够用的基础上不能太多。此外，有时还需要将管道内的浆液流速限定在一定范围内。这些约束条件均会对布置图参数的选择和确定产生影响。 

因此，如果手工设计该布置图，为了满足各种约束条件，往往需要反复计算并调整布置图参数，使得工作量很大、效率低，往往容易出错且不易检查。 

利用本发明的方法，可以快速、有效且准确地确定布置图参数，并生成喷淋层的布置图。本发明的装置由计算机以及存储在计算机内的可执行专用程序构成，该装置包括若干模块，以便实施本发明的方法。 

如图1的流程图所示，本发明的方法总体上包括： 

步骤1000：确定生成布置图所需的布置图参数； 

步骤2000：根据布置图参数在计算机上利用专用程序自动生成该喷淋层布置图。 

在步骤1000中要确定生成布置图所需的布置图参数。对于本领域技术人员来说，生成最终的布置图需要确定哪些布置图参数是很容易确定的。这些布置图参数可以是由用户设定并输入到计算机，或者可以是作为固定布置图参数存在于程序中。可以理解，可设定的布置图参数越多，本发明的方法和装置的通用性就越高。 

在步骤1000中，可以利用一种或多种约束条件来确定至少一部分布置图参数。在图1的实施例中，步骤1000使用了喷嘴数约束条件(步骤1100)、覆盖要求约束条件(步骤1200)、以及流速约束条件(步骤1300)来确定至少一部分布置图参数。可以理解，在其它实施例中，可以使用更少或者更多的约束条件来确定更少或更多的布置图参数。如果还有其它未用这些约束条件确定的布置图参数，则这些布置图可以是作为固定布置图参数存在于程序中或者是由用户直接设定的。 

具体地，在图1的实施例中，步骤1000包括： 

步骤1100：基于对单层喷嘴数进行约束的喷嘴数约束条件，确定第一部分布置图参数； 

步骤1200：根据对喷淋层的喷嘴覆盖状态的覆盖要求，调节和/或确定与喷嘴布置相关的布置图参数； 

步骤1300：基于对管道内的循环浆液的流速进行约束的流速约束条件，确定第二部分布置图参数。 

在步骤1100中，该喷嘴数约束条件可以包括用理论单层喷嘴数来约束实际单层喷嘴数。参见图1，该步骤1100可以包括： 

步骤1110：设定计算单层平均覆盖率和理论单层喷嘴数所需的第一相关参数，在基于单层平均覆盖率的覆盖率约束条件下，确定该理论单层喷嘴数；该步骤可以由计算机的理论单层喷嘴数确定模块来实现，图2示出了该理论单层喷嘴数确定模块的用户界面； 

步骤1120：设定计算该实际单层喷嘴数所需的第二相关参数，在该喷嘴数约束条件下，确定该实际单层喷嘴数；该步骤可以由计算机的实际单层喷嘴数确定模块来实现，图3示出了该实际单层喷嘴数确定模块的用户界面。 

具体地，在图1所示实施例中，步骤1110包括： 

步骤1111：设定第一相关参数；该步骤可由理论单层喷嘴数确定模块中的第一设定单元来实现，该单元接收用户输入的第一相关参数； 

步骤1112：根据第一相关参数计算理论单层喷嘴数与单层平均覆盖率；该步骤可由理论单层喷嘴数确定模块中的第一计算单元来实现； 

步骤1113：判定该单层平均覆盖率是否满足该覆盖率约束条件，如满足，则接受该理论单层喷嘴数以及当前设定的该第一相关参数，如不满足，则返回步骤1111重新设定该第一相关参数。该步骤1113可以由理论单层喷嘴数确定模块中的第一判定单元来实现。该第一判定单元接收用户输入的关于单层平均覆盖率是否满足覆盖率约束条件的判定信息，如该判定信息表示满足该覆盖率约束条件，则接受并存储理论单层喷嘴数以及当前设定的该第一相关参数，并调用实际单层喷嘴数确定模块，否则返回至第一设定单元由用户重新设定该第一相关参数。 

如图2所示，在关于柱形喷淋塔的实施例中，用户在“输入”栏中输入的第一相关参数可以包括： 

1)总循环浆液量，其表示整个喷淋塔的循环浆液流量； 

2)喷淋塔直径，其表示柱形喷淋塔的内部直径； 

3)喷淋层数，其表示要在该喷淋塔内设置的喷淋层的数量； 

4)单喷嘴流量，其表示单个喷嘴的流量； 

5)塔与边界直径差，其表示喷淋塔直径与喷淋边界直径之间的差，则是为了防止循环浆液腐蚀喷淋塔的内壁而设定；以及 

6)喷嘴覆盖直径，其表示单个喷嘴喷射浆液时在喷淋区域上的覆盖范围大小。 

如图2中的“输出”栏所示，根据第一相关参数计算得到的输出值包括理论单层喷嘴数、单层平均覆盖率以及喷淋边界直径。喷淋边界直径可以用“喷淋塔直径”减去“塔与边界直径差”获得，其表示喷淋层的总喷淋范围。 

可以理解，上述第一相关参数的选择是可以变化的，只要其能够计算出单层平均覆盖率和理论单层喷嘴数即可。 

理论单层喷嘴数可以用当前喷淋层的单层循环浆液量除以单喷嘴流量来计算得到。当采用上述列出的第一相关参数时，该喷淋塔内各个喷淋层所承担的单层循环浆液量是平均分配的，于是，单层循环浆液量可以由总循环浆液量以及喷淋层数来确定。但是，可以理解，在某些情况下，喷淋塔内的多个喷淋层可以各自有不同的设计，使得不同喷淋层承担不同的循环浆液量。在这种情况下，第一相关参数可以包括当前喷淋层的单层循环浆液量，以替代上述的总循环浆液量和喷淋层数。 

单层平均覆盖率可以基于单喷嘴覆盖范围、当前喷淋层的总喷淋范围和理论单层喷嘴数来计算得到，其中，单喷嘴覆盖范围可以由第一相关参数中的喷嘴覆盖直径来表示，总喷淋范围由所输出的喷淋边界直径来表示。如前所述，喷淋边界直径可以用第一相关参数中的“喷淋塔直径”减去“塔与边界直径差”获得。但是，可以理解，“塔与边界直径差”可以作为程序中的固定参数，而且，也可以直接将喷淋边界直径作为第一相关参数输入。 

当采用其它形式的喷淋塔时，第一相关参数的选择也可以相应地 不同。 

参见图2，当用户在该用户界面中输入第一相关参数后，点击“计算”按钮，则获得理论单层喷嘴数和单层平均覆盖率以及喷淋边界直径，并显示给用户。由用户判定所获得的单层平均覆盖率是否满足覆盖率约束条件。 

可选地，该覆盖率约束条件可以显示在图2的用户界面中以提示当前进行操作的用户。如图2中的“覆盖率判断”栏所示，该覆盖率约束条件为单层平均覆盖率应大于或等于一个预定的阈值。可以理解，也可使用其它的覆盖率约束条件，例如，该覆盖率约束条件可以为单层平均覆盖率应落入某一预定范围内。进一步，该覆盖率约束条件甚至可以不必预先设定，而是由用户根据其经验直接判断所计算得到的单层平均覆盖率是否让他满意。需要理解的是，在这种情况下，尽管没有明显地出现覆盖率约束条件，但是用户在进行判断时所依据的经验实质上也是一种对判断对象的约束，这也在本发明的“覆盖率约束条件”的概括范围内。 

当用户不满意所计算得到的单层平均覆盖率时(即，不满足覆盖率约束条件)，其点击“不满意”按钮并返回到第一相关参数的输入位置，或直接返回到该输入位置，以便重新输入新的第一相关参数。此时，用户可以改变第一相关参数中的一个或多个参数，以便产生新的输出结果。重复上述过程，直至用户满意所计算得到的单层平均覆盖率(即，满足覆盖率约束条件)。这时，用户可以点击“满意”按钮，以存储当前计算得到的理论单层喷嘴数以及当前设定的第一相关参数，并调用实际单层喷嘴数确定模块(图3)，以便执行步骤1120。 

参见图1，步骤1120可以包括： 

步骤1121：设定第二相关参数；该步骤可由实际单层喷嘴数确定模块中的第二设定单元来实现，该单元接收用户输入的第二相关参数； 

步骤1122：根据该第二相关参数计算该实际单层喷嘴数；该步骤可由实际单层喷嘴数确定模块中的第二计算单元来实现； 

步骤1123：判定该实际单层喷嘴数是否满足该喷嘴数约束条件，如满足，则接受该实际单层喷嘴数以及当前设定的该第二相关参数，如不满足，则返回步骤1121重新设定该第二相关参数。该步骤1123 可以由实际单层喷嘴数确定模块中的第二判定单元来实现；该第二判定单元接收用户输入的关于单层平均覆盖率是否满足覆盖率约束条件的判定信息，如该判定信息表示满足该覆盖率约束条件，则接受并存储该实际单层喷嘴数以及当前设定的该第二相关参数，并调用下述的喷嘴覆盖状态模块，否则返回至第二设定单元由用户重新设定该第二相关参数。 

如图3所示，在设计如图8所示的喷淋层布置图时，用户在“输入”栏所输入的第二相关参数可以包括： 

1)支管间距，其表示相邻两根平行支管之间的距离； 

2)喷嘴间距，其表示布置在同一根支管上的相邻两个喷嘴之间的距离； 

3)主管根数，其表示单个喷淋层中平行设置的主管的数量。可选地，该第二相关参数还可以包括公司名称、工程名称、设计阶段等参考参数。第二相关参数中的支管间距和喷嘴间距是与喷嘴布置位置相关的参数，以便能够确定喷嘴布置位置并从而能够计算出实际单层喷嘴数，并且便于在后续步骤中能够利用这些参数生成喷淋层效果图。 

如图3的“输出”栏所示，根据上述第二相关参数计算得到的输出值可以包括实际单层支管数和实际单层喷嘴数。实际单层支管数可以根据已经得到的喷淋边界直径以及当前设定的支管间距来获得。实际单层喷嘴数可以根据喷淋边界直径、支管间距和喷嘴间距来获得。 

可以理解，第二相关参数的选择是可以变化的，只要其能够确定喷嘴布置位置并从而能够计算出实际单层喷嘴数即可。例如，不同于图8，在有些喷淋层布置图中，喷嘴分散分布在多个同心圆上。在这种情况下，第二相关参数可以包括相邻同心圆的间距(直径差)以及同一个圆上相邻喷嘴之间的间距。再例如，主管根数可以不包括在第二相关参数中，而是可以在其它步骤中设定。 

参见图3，当用户在该用户界面中输入第二相关参数后，点击“计算”按钮，则获得实际单层支管数和实际单层喷嘴数，并显示给用户。由用户判定所获得的实际单层喷嘴数是否满足喷嘴数约束条件。 

可选地，该喷嘴数约束条件可以显示在图3的用户界面中以提示当前进行操作的用户。如图3的“喷嘴判断”栏所示，在该实施例中， 该喷嘴数约束条件为该实际单层喷嘴数小于或等于该理论单层喷嘴数。可以理解，也可使用其它的喷嘴数约束条件，例如，该喷嘴数约束条件为该实际单层喷嘴数与该理论单层喷嘴数的差异不超过预定阈值。该实际单层喷嘴数最好非常接近于该理论单层喷嘴数。进一步，该喷嘴数约束条件甚至可以不必预先设定，而是由用户根据其经验直接判断所计算得到的实际单层喷嘴数是否让他满意。需要理解的是，在这种情况下，尽管没有明显地出现喷嘴数约束条件，但是用户在进行判断时所依据的经验实质上也是一种对判断对象的约束，这也在本发明的“喷嘴数约束条件”的概括范围内。 

当用户不满意所计算得到的实际单层喷嘴数时(即，不满足喷嘴数约束条件)，其点击“不满意”按钮并返回到第二相关参数的输入位置，或直接返回到该输入位置，以便重新输入新的第二相关参数。此时，用户可以改变第二相关参数中的一个或多个参数，以便产生新的输出结果。重复上述过程，直至用户满意所计算得到的实际单层喷嘴数(即，满足喷嘴数约束条件)。这时，用户可以点击“满意”按钮，以存储当前计算得到的实际单层喷嘴数以及当前设定的第二相关参数，并调用喷嘴覆盖状态模块(图4)，以便执行步骤1200。 

如上所述，在步骤1110和步骤1120中确定了满足覆盖率约束条件和喷嘴数约束条件的第一和第二相关参数，并从而也确定了根据第一和第二相关参数计算出的输出结果。第一和/或第二相关参数及其输出结果中包括了生成喷淋层布置图所需的一部分布置图参数，如支管间距、喷嘴间距、主管根数、喷淋塔直径、塔与边界直径差、单喷嘴流量、喷嘴覆盖直径、喷淋边界直径、实际单层喷嘴数等。这些布置图参数称为第一部分布置图参数。这样，通过步骤1110和步骤1120就确定了该第一部分布置图参数。其余的布置图参数或另一部分布置图参数可以由用户直接指定，或者如下文所述那样在步骤1300中确定。 

现在返回图1，参考上文的描述，在步骤1100中确定的第一部分布置图参数包括一些与喷嘴布置相关的布置图参数，如支管间距、喷嘴间距、喷淋边界直径、实际喷嘴个数等。这样，在步骤1200中，则可以根据对喷淋层的喷嘴覆盖状态的覆盖要求，调节和/或确定与喷嘴布置相关的布置图参数，使得喷淋层的喷嘴覆盖状态满足所需的覆 盖要求。该步骤1200可以由计算机中的喷嘴覆盖状态模块来实现，图4示出了该喷嘴覆盖状态模块的用户界面。该喷嘴覆盖状态模块能够接收用于输入的调节信息，调节与喷嘴布置相关的布置图参数，使得喷淋层的喷嘴覆盖状态满足覆盖要求。在一个实施例中，喷嘴覆盖状态可以通过生成喷淋层效果图来表示，图5则示出按照本发明生成的喷淋层效果图的一个实施例，同时它也是用户调节布置图参数的用户界面。在这种情况下，参见图1，该步骤1200可以包括： 

步骤1210：根据与喷嘴布置相关的布置图参数生成喷淋层效果图；该步骤可由喷嘴覆盖状态模块中的效果图生成单元来实现，该单元读取所存储的与喷嘴布置相关的布置图参数，并生成喷淋层效果图； 

步骤1220：根据该喷淋层效果图判定喷嘴覆盖状态是否满足覆盖要求；如满足，则接受当前的与喷嘴布置相关的布置图参数；如不满足，执行步骤1230。该步骤1220可由喷嘴覆盖状态模块中的效果图判定单元来实现，该效果图判定单元接收用户输入的关于喷嘴覆盖状态是否满足覆盖要求的判定信息，如该判定信息表示满足覆盖要求，则接受当前的与喷嘴布置相关的布置图参数，并调用下文所述的管道流速确定模块，否则调用效果图调节单元； 

步骤1230：在喷淋层效果图上手动调整喷嘴布置，生成新的与喷嘴布置相关的布置图参数，然后可返回该步骤1210根据该新的与喷嘴布置相关的布置图参数重新生成喷淋层效果图。该步骤1230可由喷嘴覆盖状态模块中的效果图调节单元来实现，该单元接收用户输入的调节信息，并根据该调节信息更新所存储的与喷嘴布置相关的布置图参数。 

参见图4，用户点击“生成喷淋层效果图”按钮，则根据计算机内当前存储的与喷嘴布置相关的布置图参数生成如图5所示的喷淋层效果图。该喷淋层效果图示出了喷嘴覆盖状态。在图5所示的实施例中，单个喷嘴的覆盖范围用小圆形来表示，竖向的辅助线表示支管的位置，横向的辅助线表示一排喷嘴的位置，因此，各个喷嘴处于竖向辅助线与横向辅助线的交点位置。喷淋边界用外侧的一个大圆形来表示。可以看出，在喷淋边界范围内存在多种覆盖状态，例如，有的区域未被任何小圆形覆盖(即，没被喷嘴覆盖)，有的区域只被一个小 圆形覆盖(即，只被一个喷嘴覆盖)，有的区域同时被多个小圆形覆盖(即，同时被多个喷嘴覆盖)。这些不同的区域具有不同的标记(例如不同的颜色)，以表示这些区域的不同的喷嘴覆盖状态。 

用户根据该喷淋层效果图来判定喷嘴覆盖状态是否满足覆盖要求。在一个实施例中，如果存在没有喷嘴覆盖的区域和/或只有一个喷嘴覆盖的区域，则不满足覆盖要求。当然，用户也可以根据自己的经验来提出各种覆盖要求。 

如果用户判定当前喷淋层效果图的喷嘴覆盖状态满足覆盖要求，则可点击图4中的“关闭”按钮，从而调用管道流速确定模块(图7)。如果用户判定当前喷淋层效果图的喷嘴覆盖状态不满足覆盖要求，则可点击图4中的“返回”按钮，则用户可以在图5的喷淋层效果图上进行手动操作，以调节该喷淋层效果图。 

在用户调节调节该喷淋层效果图时，他可以通过鼠标或其它计算机输入装置来输入各种调节信息，以改变各个辅助线的位置，从而改变支管的位置或一排喷嘴的位置，也可以改变单个喷嘴的位置，还可以增加或删除喷嘴。这些操作同时相应地更新了计算机中所存储的相关布置图参数。 

用户调节完成后，再次点击图4中的“生成喷淋层效果图”按钮，则基于更新后的布置图参数重新生成喷淋层效果图，并再次判定该喷淋层效果图的喷嘴覆盖状态是否满足覆盖要求。直至最后生成的喷淋层效果图满足用户的覆盖要求。图6示出了一个满足覆盖要求的喷淋层效果图的一个实施例。此时，用户点击图4中的“关闭”按钮，从而调用图7所示的管道流速确定模块来执行图1中的步骤1300。 

可以了解，在步骤1200中可以根据喷淋层效果图对在之前步骤中确定的一些布置图参数进行调节，这一步骤是优选的但非必须的。 

返回图1，步骤1300可以包括： 

步骤1310：设定计算该喷淋层的管道内的流速所需的第三相关参数；该步骤可由管道流速确定模块中的第三设定单元来实现，该单元接收用户输入的第三相关参数； 

步骤1320：根据该第三相关参数计算该管道内的循环浆液的流速；该步骤可由管道流速确定模块中的第三计算单元来实现； 

步骤1320：判定该流速是否满足该流速约束条件；如满足，则接 受该流速以及当前设定的第三相关参数；如不满足，则返回步骤1310重新设定该第三相关参数。该步骤1320可由管道流速确定模块中的第三判定单元来实现。该第三判定单元接收用户输入的关于流速是否满足流速约束条件的判定信息，如该判定信息表示满足该流速约束条件，则接受并存储该流速以及当前设定的第三相关参数，并调用下文描述的喷淋层布置图生成模块，否则返回至第三设定单元由用户重新设定第三相关参数。 

如图7所示的用户界面中的“输入”栏所示，在设计如图8所示的喷淋层布置图时，用户输入的第三相关参数可以包括： 

1)含不同喷嘴数的支管的支管直径； 

2)主管变径次数，其表示了一根主管上的变径段的数量； 

3)由变径段分开的各段主管的直径和长度。 

在图7的“输出”栏中，根据上述第三相关参数计算得到的输出值可以包括各个支管的流速以及各段主管的流速。可以看出，第三相关参数包括与管道(在图7的实施例中是主管和支管)的布置相关的布置图参数。可以理解，基于不同的布置图型式，第三相关参数的选择是可以变化的。上述的第三相关参数及其计算输出值可以称为第二部分布置图参数，其在确定管道的流速的过程中被确定。 

参见图7，当用户在该用户界面中输入第三相关参数后，点击“计算流速”按钮，则获得支管和主管流速，并显示给用户。由用户判定所获得的流速是否满足流速约束条件。 

可选地，该流速约束条件可以显示在图7的用户界面中以提示当前进行操作的用户。如图7所示，在该实施例中，该流速约束条件为该流速值应当处于一个预定的流速范围内。进一步，该流速约束条件甚至可以不必预先设定，而是由用户根据其经验直接判断所计算得到的流速是否让他满意。需要理解的是，在这种情况下，尽管没有明显地出现流速约束条件，但是用户在进行判断时所依据的经验实质上也是一种对判断对象的约束，这也在本发明的“流速约束条件”的概括范围内。 

当用户不满意所计算得到的流速时(即，不满足流速约束条件)，其重新输入新的第三相关参数。此时，用户可以改变第三相关参数中的一个或多个参数，以便产生新的输出结果。重复上述过程，直至用 户满意所计算得到的流速(即，满足流速约束条件)。这时，用户可以点击“生成喷淋布置图”按钮，以存储当前计算得到的流速以及当前设定的第三相关参数，并调用喷淋层布置图生成模块，以便执行步骤1200，根据之前确定的第一和第二部分布置图参数以及可能的其它布置图参数生成例如图8所示的喷淋层布置图。 

Claims (20)

1.一种自动生成喷淋塔的喷淋层布置图的方法，该喷淋塔包括至少一个喷淋层，每个喷淋层包括输送循环浆液的管道以及布置在管道上的多个喷嘴，对于单个喷淋层的布置图，所述方法包括：

步骤1000)：确定生成所述布置图所需的布置图参数，其中，所述布置图参数中的至少一部分是利用一种或多种约束条件来确定的；

步骤2000)：根据所述布置图参数在计算机上利用专用程序自动生成所述喷淋层布置图；

所述步骤1000)包括：

步骤1100)：基于对单层喷嘴数进行约束的喷嘴数约束条件，确定第一部分布置图参数；

所述步骤1000)还包括：

步骤1300)：基于对所述管道内的循环浆液的流速进行约束的流速约束条件，确定第二部分布置图参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1100)中，所述喷嘴数约束条件包括用理论单层喷嘴数来约束实际单层喷嘴数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1100)包括：

步骤1110)：设定计算单层平均覆盖率和所述理论单层喷嘴数所需的第一相关参数，在基于单层平均覆盖率的覆盖率约束条件下，确定所述理论单层喷嘴数；

步骤1120)：设定计算所述实际单层喷嘴数所需的第二相关参数，在所述喷嘴数约束条件下，确定所述实际单层喷嘴数；

其中，所述第一部分布置图参数在确定所述理论单层喷嘴数和所述实际单层喷嘴数的过程中被确定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤1110)包括：

步骤1111)：设定所述第一相关参数；

步骤1112)：根据所述第一相关参数计算所述理论单层喷嘴数与所述单层平均覆盖率；

步骤1113)：判定所述单层平均覆盖率是否满足所述覆盖率约束条件，如满足，则接受所述理论单层喷嘴数以及当前设定的所述第一相关参数，如不满足，则返回步骤1111)重新设定所述第一相关参数。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述覆盖率约束条件为所述单层平均覆盖率大于或等于一预定阈值；或者，所述覆盖率约束条件为所述单层平均覆盖率在预定范围内。

6.根据权利要求3或4所述的方法所述的方法，其特征在于，所述第一相关参数包括与单层循环浆液量以及单喷嘴流量相关的参数，并基于所述单层循环浆液量以及单喷嘴流量计算所述理论单层喷嘴数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一相关参数还包括与单喷嘴覆盖范围以及喷淋层总喷淋范围相关的参数，并基于所述单喷嘴覆盖范围、总喷淋范围和所述理论单层喷嘴数计算所述单层平均覆盖率。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤1120)包括：

步骤1121)：设定所述第二相关参数；

步骤1122)：根据所述第二相关参数计算所述实际单层喷嘴数；

步骤1123)：判定所述实际单层喷嘴数是否满足所述喷嘴数约束条件，如满足，则接受所述实际单层喷嘴数以及当前设定的所述第二相关参数，如不满足，则返回步骤1121)重新设定所述第二相关参数。

9.根据权利要求2-4和8中任一项所述的方法，其特征在于，所述喷嘴数约束条件包括所述实际单层喷嘴数小于或等于所述理论单层喷嘴数；或者，

所述喷嘴数约束条件包括所述实际单层喷嘴数与所述理论单层喷嘴数的差异不超过预定阈值。

10.根据权利要求3或8所述的方法，其特征在于，所述第二相关参数包括与喷嘴布置位置相关的参数。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述喷淋层的管道包括主管以及连接至主管并且相互平行的多根支管，所述多个喷嘴沿所述支管间隔布置；

其中，所述第二相关参数包括相邻支管之间的支管间距以及支管上相邻喷嘴之间的喷嘴间距。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1000)还包括：

步骤1200)：根据对喷淋层的喷嘴覆盖状态的覆盖要求，调节和/或确定与喷嘴布置相关的布置图参数。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述步骤1200)中，所述喷嘴覆盖状态通过生成喷淋层效果图来表示。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤1200)包括：

步骤1210)：根据所述与喷嘴布置相关的布置图参数生成喷淋层效果图；

步骤1220)：根据所述喷淋层效果图判定喷嘴覆盖状态是否满足该覆盖要求；如满足，则接受当前的与喷嘴布置相关的布置图参数；如不满足，执行步骤1230)；

步骤1230)：在喷淋层效果图上手动调整喷嘴布置，生成新的与喷嘴布置相关的布置图参数，并返回所述步骤1210)根据所述新的与喷嘴布置相关的布置图参数重新生成喷淋层效果图。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述喷淋层效果图包括带标记的区域，所述标记用于表示该区域的喷嘴覆盖状态。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述带标记的区域包括没有喷嘴覆盖的区域和/或只有一个喷嘴覆盖的区域。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤1230)中，所述手动调整喷嘴布置包括改变喷嘴位置和/或增加喷嘴并设定所增加喷嘴的位置。

18.根据权利要求1或12所述的方法，其特征在于，所述步骤1300)包括：

步骤1310)：设定计算所述管道内的流速所需的第三相关参数；

步骤1320)：根据所述第三相关参数计算所述管道内的循环浆液的流速；

步骤1320)：判定所述流速是否满足所述流速约束条件；如满足，则接受所述流速以及当前设定的第三相关参数；如不满足，则返回步骤1310)重新设定所述第三相关参数；

其中，所述第二部分布置图参数在确定所述流速的过程中被确定。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第三相关参数包括与所述管道的布置相关的布置图参数。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述流速约束条件包括所述流速在预定流速范围之内。

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