CN113111469B - 一种优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法，涉及冷却塔技术领域，本发明采用自适应算法，以递归最小二乘法准则，计算模型收敛速度快，可从海量布置方案中迅速迭代出配水系统最优布置方案。本发明根据程序内置规则，自动对配水布置方案的合理性进行校验，避免人工干预，减少了筛选配水系统最优布置方案对设计师工程经验的依赖，降低了设计门槛。相比于传统的冷却塔配水方法，本发明可以提高冷却塔配水的均匀性和可靠性。可将工程师从繁琐的计算工作中解脱出来，更专注于设计本身。

Description

一种优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法

技术领域

本发明涉及冷却塔技术领域，具体而言，涉及一种优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法。

背景技术

公开号为CN107273597A的中国发明文献公开了一种自然通风冷却塔配水系统设计方法，其实现了布置与计算的数据自动传递，设计图纸及材料统计的自动生成，进而减少了配水系统设计的时间和成本。

该方法将计算模型和设计模型巧妙的结合起来，并通过颜色在直观的显示计算结果，设计人员可通过修改模型参数来实现设计方案的修改，进一步对配水均匀性的校核。该发明虽然可以大幅提高配水计算的效率，但仅能对某一种确定的布置方案进行计算和校核。由于喷头和管段包括不同的型号，且数量巨大。喷头和配水管管段型号对配水均匀性的影响特别明显，有时仅仅修改某一个喷头或管件的型号，会对一个区域的配水均匀性产生明显影响。因此配水均匀性完全依靠设计人员逐个验证每一个布置方案，并选出最优布置方案，达到配水均匀性，几乎是不可能完成的工作的。以某淋水面积为11500m2的冷却塔为例，共有喷头13180个，管段12747个，其中喷头型号2-3种，管段4-6种，上述组合理论的设计方案是非常巨大的。

现有技术下，设计人员常常根据已有设计经验，完成设计方案，通过多次试算和验证，选出相对合理的布置方案。一方面要求设计人员具有丰富的设计经验，使得掌握该技术的设计人员很少。另一方面，最终的设计方案仅是少量设计方案中的最优，远未达到最优方案，客观了降低了配水的均匀性，进一步影响冷却塔的性能。

发明内容

本发明旨在提供一种优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法，能够快速筛选配水系统最优布置方案，降低设计人员技术门槛，提高配水系统设计的质量和效率。

本发明的实施例是这样实现的：

一种优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法，包括步骤：

步骤S101、输入配水系统设计所需的基本参数并保存至数据库；

步骤S102、确定内外分区边界、喷头位置以及配水管配水路径，并创建计算模型；

步骤S103、初步计算配水管管径和喷头型号并保存至数据库，同步更新计算模型；

步骤S104、从数据库读取配水计算所需数据；

步骤S105、计算配水管、喷头的流量，并将配水计算的数据加载至计算模型中，获得配水计算结果；

步骤S106、分析所述配水计算结果，对配水均匀性进行校核，若满足条件，则进入步骤S107；否则，则采用自适应算法，对喷头型号和配水管管段型号进行修改，并返回至步骤S104；

步骤S107、对喷头和配水管布置合理性进行校核，若满足条件，则进入步骤S108，否则修改相应区域的配水管管径或喷头型号，并返回至步骤S104；

步骤S108、根据计算模型生成三维真实模型；

步骤S109、自动生成材料报表；

步骤S110、自动生成施工图纸。

优选的，所述步骤S105具体包括步骤：

步骤S105-1、调用配水计算程序，采用迭代试算法计算配水管及喷头的流量；

步骤S105-2、计算配水系统均布系数σ和喷头水量偏差率△σ；

步骤S105-3、将计算结果保存至数据库和计算模型；

步骤S105-4、在计算模型中加载计算结果，喷头及配水管的型号以颜色或大小或符号区分，以颜色值线显示喷头及配水管的计算结果，对偏差率△σ超出规定值的喷头进行高亮显示。

优选的，所述步骤S106具体包括步骤：

步骤S106-1、在计算模型查看S105-4所得配水计算结果，若偏差率△σ符合规定值，形成布置方案并进入步骤S107，否则进入步骤S106-2；

步骤S106-2、采用自适应算法，以递归最小二乘法准则，通过程序对喷头型号和配水管管段型号进行修改，保存计算模型并将数据同步至数据库，返回至步骤S104。

优选的，所述步骤S107具体包括步骤：

步骤S107-1，对喷头布置合理性进行校核，若不满足第一预设条件，则修改相应喷头型号直到满足第一预设条件并进入步骤S107-2，否则直接进入步骤S107-2；

步骤S107-2，对配水管管段布置合理性进行校核，若不满足第二预设条件，则修改相应配水管管段型号直到满足第二预设条件，保存计算模型并将数据同步至数据库，返回至步骤S104，否则直接进入步骤S108。

优选的，所述第一预设条件具体为：

(1)每一个喷头至少与一个相同的型号相邻，即任何一个喷头不能被其它不同型号的喷头包围，形成孤岛；

(2)连接成线的同一型号喷头不少于5个；

(3)连接成片的同一型号喷头不少于10个。

优选的，所述第二预设条件具体为：

(1)自水流方向，管段型号只能相同或变小，不能变大；

(2)同一型号的配水管管段长度不小于2倍的喷头间距；

(3)配水管管段型号发生变化处不可位于次梁位置处。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果包括：本发明采用自适应算法，以递归最小二乘法准则，计算模型收敛速度快，可从海量布置方案中迅速迭代出配水系统最优布置方案。本发明根据程序内置规则，自动对配水布置方案的合理性进行校验，避免人工干预，减少了筛选配水系统最优布置方案对设计师工程经验的依赖，降低了设计门槛。相比于传统的冷却塔配水方法，本发明可以提高冷却塔配水的均匀性和可靠性。可将工程师从繁琐的计算工作中解脱出来，更专注于设计本身。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

参见图1，本实施例1的流程示意图。

本实施例1属于一种优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法，包括步骤：

步骤S101、输入配水系统设计所需的基本参数并保存至数据库；

步骤S102、确定内外分区边界、喷头位置以及配水管配水路径，并创建计算模型；

步骤S103、初步计算配水管管径和喷头型号并保存至数据库，同步更新计算模型；

步骤S104、从数据库读取配水计算所需数据；

步骤S105、计算配水管、喷头的流量，并将配水计算的数据加载至计算模型中，获得配水计算结果；

步骤S106、分析所述配水计算结果，对配水均匀性进行校核，若满足条件，则进入步骤S107；否则，则采用自适应算法，对喷头型号和配水管管段型号进行修改，并返回至步骤S104；

步骤S107、对喷头和配水管布置合理性进行校核，若满足条件，则进入步骤S108，否则修改相应区域的配水管管径或喷头型号，并返回至步骤S104；

步骤S108、根据计算模型生成三维真实模型；

步骤S109、自动生成材料报表；

步骤S110、自动生成施工图纸。

相较于现有方法，本实施例主要对步骤S106和S107进行了改进，其中，本实施例采用自适应算法，以递归最小二乘法准则，计算模型收敛速度快，可从海量布置方案中迅速迭代出配水系统最优布置方案。相比于传统的冷却塔配水方法，本发明可以提高冷却塔配水的均匀性和可靠性。可将工程师从繁琐的计算工作中解脱出来，更专注于设计本身。

更为具体的，在本实施例中，所述步骤S105具体包括步骤：

步骤S105-1、调用配水计算程序，采用迭代试算法计算配水管及喷头的流量；

步骤S105-2、计算配水系统均布系数σ和喷头水量偏差率△σ；

步骤S105-3、将计算结果保存至数据库和计算模型；

步骤S105-4、在计算模型中加载计算结果，喷头及配水管的型号以颜色或大小或符号区分，以颜色值线显示喷头及配水管的计算结果，对偏差率△σ超出规定值的喷头进行高亮显示。

同时，关于实施例中的步骤S106，其具体包括步骤：

步骤S106-1、在计算模型查看S105-4所得配水计算结果，若偏差率△σ符合规定值，形成布置方案并进入步骤S107，否则进入步骤S106-2；

步骤S106-2、采用自适应算法，以递归最小二乘法准则，通过程序对喷头型号和配水管管段型号进行修改，保存计算模型并将数据同步至数据库，返回至步骤S104。

所述自适应算法，具体指利用上一次的计算参数和结果，根据估计误差自动调节当前的输入参数，使通过自适应迭代，逼近最优布置方案。

所述步骤S107具体包括步骤：

步骤S107-1，对喷头布置合理性进行校核，若不满足第一预设条件，则修改相应喷头型号直到满足第一预设条件并进入步骤S107-2，否则直接进入步骤S107-2；

步骤S107-2，对配水管管段布置合理性进行校核，若不满足第二预设条件，则修改相应配水管管段型号直到满足第二预设条件，保存计算模型并将数据同步至数据库，返回至步骤S104，否则直接进入步骤S108。

本实施例根据程序内置规则，自动对配水布置方案的合理性进行校验，避免人工干预，减少了筛选配水系统最优布置方案对设计师工程经验的依赖，降低了设计门槛。

其中，上述第一预设条件具体为：

(1)每一个喷头至少与一个相同的型号相邻，即任何一个喷头不能被其它不同型号的喷头包围，形成孤岛；

(2)连接成线的同一型号喷头不少于5个；

(3)连接成片的同一型号喷头不少于10个。

采用如此第一预设条件能够保障：可以确保同一型号的喷头边成片，边于安装和运行维护。

而上述第二预设条件具体为：

(1)自水流方向，管段型号只能相同或变小，不能变大,确保管内水流平顺；

(2)同一型号的配水管管段长度不小于2倍的喷头间距，便于配水管安装；

(3)配水管管段型号发生变化处不可位于次梁位置处，否则管段较难安装。

关于本实施例中的步骤S101至步骤S104、步骤S108至步骤S110，实施人员可以参考公开号CN107273597A的中国发明文献所公开的设计方法，进行实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法，其特征在于，包括步骤：

步骤S101、输入配水系统设计所需的基本参数并保存至数据库；

步骤S102、确定内外分区边界、喷头位置以及配水管配水路径，并创建计算模型；

步骤S103、初步计算配水管管径和喷头型号并保存至数据库，同步更新计算模型；

步骤S104、从数据库读取配水计算所需数据；

步骤S105、计算配水管、喷头的流量，并将配水计算的数据加载至计算模型中，获得配水计算结果；

步骤S106、分析所述配水计算结果，对配水均匀性进行校核，若满足条件，则进入步骤S107；否则，则采用自适应算法，对喷头型号和配水管管段型号进行修改，并返回至步骤S104；

步骤S107、对喷头和配水管布置合理性进行校核，若满足条件，则进入步骤S108，否则修改相应区域的配水管管径或喷头型号，并返回至步骤S104；所述步骤S107具体包括步骤：

步骤S107-1，对喷头布置合理性进行校核，若不满足第一预设条件，则修改相应喷头型号直到满足第一预设条件并进入步骤S107-2，否则直接进入步骤S107-2；

步骤S107-2，对配水管管段布置合理性进行校核，若不满足第二预设条件，则修改相应配水管管段型号直到满足第二预设条件，保存计算模型并将数据同步至数据库，返回至步骤S104，否则直接进入步骤S108；

所述第一预设条件具体为：

(1)每一个喷头至少与一个相同的型号相邻，即任何一个喷头不能被其它不同型号的喷头包围，形成孤岛；

(2)连接成线的同一型号喷头不少于5个；

(3)连接成片的同一型号喷头不少于10个；

所述第二预设条件具体为：

(1)自水流方向，管段型号只能相同或变小，不能变大；

(2)同一型号的配水管管段长度不小于2倍的喷头间距；

(3)配水管管段型号发生变化处不可位于次梁位置处；

步骤S108、根据计算模型生成三维真实模型；

步骤S109、自动生成材料报表；

步骤S110、自动生成施工图纸。

2.如权利要求1所述优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法，其特征在于，所述步骤S105具体包括步骤：

步骤S105-1、调用配水计算程序，采用迭代试算法计算配水管及喷头的流量；

步骤S105-2、计算配水系统均布系数σ和喷头水量偏差率△σ；

步骤S105-3、将计算结果保存至数据库和计算模型；

步骤S105-4、在计算模型中加载计算结果，喷头及配水管的型号以颜色或大小或符号区分，以颜色值线显示喷头及配水管的计算结果，对偏差率△σ超出规定值的喷头进行高亮显示。

3.如权利要求2所述优化配水系统校核的冷却塔配水系统设计方法，其特征在于，所述步骤S106具体包括步骤：

步骤S106-1、在计算模型查看S105-4所得配水计算结果，若偏差率△σ符合规定值，形成布置方案并进入步骤S107，否则进入步骤S106-2；

步骤S106-2、采用自适应算法，以递归最小二乘法准则，通过程序对喷头型号和配水管管段型号进行修改，保存计算模型并将数据同步至数据库，返回至步骤S104。

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