конструктивное решение ПОДАВЛЕНИЯ КАВИТАЦИОННЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
Authors: Грызунов А.В. , Верлока И.И. , Есин Е.А. , Назимова Д.А. , Капранова А.Б. , Скурыгин Е.Ф. 
Published: January 2025

Проблема обеспечения проходной способности регулирующей арматуры регламентным значениям актуальна для многих химических производств, в том числе нефтеперерабатывающего характера. Достижение эффективных условий работы клапанов связано или с эффективным выбором параметров процесса дросселирования потоков рабочей среды для имеющихся установок, или совершенствованием / модернизацией самих конструкций регулирующей арматуры. Для успешного проектирования данных устройств с целью эксплуатации в нефтегазовой отрасли требуется выявление значимых факторов, влияющих на борьбу с кавитационными эффектами в их проточных частях, а также выбор наиболее перспективных направлений этого проектирования. Согласно системно-структурному подходу на базе проведенного авторами ранее анализа отечественных и зарубежных конструкций регулирующих клапанов, а также установленных факторов влияния на снижение негативных последствий гидродинамической кавитации, выявлено перспективное направление развития способов проектирования трубопроводной регулирующей арматуры для нефтепереработки. Разработано конструктивное решение подавления кавитационных возмущений в системах управления технологическими процессами на примере осевого клапана. В настоящей работе представлено описание: особенностей нового дроссельного узла осевого клапана с продольным делением потока рабочей среды, выбора конструктивных параметров данного узла. Полученные соотношения между показателем открытия условного прохода и конструктивными параметрами узла «делитель потока – запирающий орган» проиллюстрированы на примере расчета этих параметров с учетом профилей проходных сечений для модельной установки осевого клапана с продольным делением потока рабочей среды. В частности, расчет выполнен для зависимости показателем открытия условного прохода от радиуса поперечного сечения продольного ручья и от центрального угла сегмента диска затвора. Результаты исследования предназначены для формирования инженерной методики расчета конструктивных соответствующего регулирующего оборудования.

The problem of ensuring the flow capacity of control valves to regulatory values ​​is relevant for many chemical industries, including oil refining. Achieving effective operating conditions for valves is associated either with an effective choice of parameters for the throttling process of working medium flows for existing installations, or with improvement / modernization of the control valve designs themselves. For successful design of these devices for operation in the oil and gas industry, it is necessary to identify significant factors affecting the fight against cavitation effects in their flow parts, as well as to select the most promising areas for this design. According to the system-structural approach based on the analysis of domestic and foreign designs of control valves previously conducted by the authors, as well as the established factors influencing the reduction of the negative effects of hydrodynamic cavitation, a promising direction for the development of methods for designing pipeline control valves for oil refining has been identified. A design solution for suppressing cavitation disturbances in process control systems has been developed using an axial valve as an example. This paper presents a description of the features of a new throttle unit of an axial valve with longitudinal division of the working medium flow, and the choice of design parameters for this unit. The obtained relationships between the nominal bore opening index and the design parameters of the "flow divider - shut-off element" unit are illustrated using the example of calculating these parameters taking into account the profiles of the flow sections for a model installation of an axial valve with longitudinal division of the working medium flow. In particular, the calculation is performed for the dependence of the nominal bore opening index on the radius of the longitudinal groove cross-section and on the central angle of the valve disk segment. The research results are intended to form an engineering methodology for calculating the design of the corresponding control equipment.