MODERN ANTI-CAVITATION SOLUTIONS VARIETIES ANALYSIS IN CONTROL VALVE DESIGNS
Authors: Грызунов А.В. , Верлока И.И. , Капранова А.Б. , Скурыгин Е.Ф. 
Published: September 2024

Проблема обеспеченияпроходной 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. Проведенный анализ отечественных и зарубежных конструкций регулирующих клапанов, опираясь на системно-структурный подход, позволил условно классифицировать их виды по ряду характерных признаков (по взаимному расположению входного/выходного патрубков, конфигурации корпуса, исполнению подвижной/неподвижной части дроссельного узла и самого дроссельного узла, характеру движения его подвижной части, характеристике делителя потока, способу деления потока в дроссельном узле и расположению делителя потока и др.). Выявлены значимые факторы, влияющие на снижение негативных последствий гидродинамической кавитации для ряда типов регулирующей арматуры: S-образных; многоступенчатых угловых; осевых (с поперечным и продольным делителем потока), соответствующие достоинства и недостатки конструктивных решений по борьбе с гидродинамической кавитацией в регулирующей арматуре указанных типов. Предложено в качестве наиболее перспективногонаправления развития способов проектирования трубопроводной регулирующей арматуры для нефтепереработки выделить модернизацию регулирующих устройств осевого типа с продольным способом деления потока.

The problem of ensuring the flow capacity of control valves to the regulatory values is relevant for many chemical industries, including oil refining. Achieving effective operating conditions for valves is associated either with the effective selection of process parameters for throttling the flow of the working medium for existing installations, or with the improvement / modernization of the control valve designs themselves. To successfully design these devices for the purpose of operation in the oil and gas industry, it is necessary to identify significant factors that influence the fight against cavitation effects in their flow parts, as well as to select the most promising directions for this design. The analysis of domestic and foreign designs of control valves, based on a system-structural approach, made it possible to conditionally classify their types according to a number of characteristic features (the relative position of the inlet/outlet pipes, the configuration of the body, the design of the moving/fixed part of the throttle assembly and the throttle assembly itself, the nature the movement of its moving part, the characteristics of the flow divider, the method of dividing the flow in the throttle assembly and the location of the flow divider, etc.). Significant factors have been identified that influence the reduction of the negative consequences of hydrodynamic cavitation for a number of types of control valves: S-shaped; multi-stage corner; axial (with transverse and longitudinal flow divider), the corresponding advantages and disadvantages of design solutions to combat hydrodynamic cavitation in control valves of these types. It is proposed that the most promising direction for the development of methods for designing pipeline control valves for oil refining is the modernization of axial type control devices with a longitudinal flow division method.