涡街流量计 选型应用指南

——基于《石油化工自动化仪表选型设计规范》SH/T 3005—2016

在石油化工装置里，流量计算得准不准，直接关系到产品质量、能耗核算和安全控制。涡街流量计因为结构简单、可以测气液汽三种介质、价格也不贵，是工厂里非常常见的一类流量仪表。

但涡街并不是「什么都能测」——选错了场合，要么数据不准，要么仪表早早就坏掉。下面用简单的语言，带你看清楚涡街流量计的原理、能用在哪儿、不能用在哪儿，以及安装要注意什么。

一、它是怎么工作的？

涡街流量计的原理来自一个有趣的物理现象——卡门涡街。

想象一下：当流体（水、气体或蒸汽）流过一根小柱子（叫「旋涡发生体」）时，柱子后面会规律地、左右交替地脱落出一个个小漩涡，就像河里的桥墩后面会形成一串小旋涡那样。

关键点：流速越快，单位时间内通过的漩涡个数就越多。仪表只要数清楚每秒有多少个漩涡，就能算出流量。

图1  涡街流量计工作原理示意

二、什么场合该选涡街流量计？

规范对涡街流量计的适用条件给出了非常清晰的边界。简单总结就一句话——

适合 "干净、稳定、单一相态" 的流体

具体来说，要同时满足下面这几个条件：

●流体是单相的（不能气液混在一起）；

●介质比较洁净，里面没有固体颗粒或杂质；

●管道里没有脉动、设备没有强振动；

●雷诺数在 1×10⁴ ~ 7×10⁶ 之间；

●液体黏度小于 20 mPa·s；

●液体测量精度可以做到 1.0 级以内，气体和蒸汽 1.5 级以内。

（依据 SH/T 3005—2016  第 7.4.2 a 条）

图2  涡街流量计适用与不适用场合对照

几种特殊情况怎么办？

规范在 7.4.2 还给出了几种「变通」的做法，工程上很实用：

● 大管径流量测量：当管道很粗、但对精度要求又不太高时，可以选插入式涡街流量计，安装方便、成本也低。

● 直管段不够长：现场管道又拐又弯、给不出足够直管段时，可以选旋进式涡街流量计，它只需要前 5D / 后 2D 的直管段就够了。

● 振动场合：在压缩机出口、振动大的位置，应选抗振型涡街流量计，其抗振强度不应低于 2g。

● 传感器形式：一般选压电式或电容式；大口径测量时也可以用超声式。

（依据 SH/T 3005—2016  第 7.4.2 b~e 条；条款释义见附录 B）

三、关键技术参数一览

下面这张参数表，是规范附录 A 中流量仪表选型参考表里关于涡街流量计的全部要点，记住它，选型时一目了然。

图3  涡街流量计关键技术参数

从表格里可以看出涡街流量计的两个突出优势：

●量程比宽：5:1 到 40:1，比孔板（一般只有 3:1）要好得多；

●压损小：只有 10~30 %DP，比节流装置类（60~100 %DP）更省能耗。

这也是它在蒸汽计量、压缩空气总管等场合用得多的原因。

四、安装的「硬规矩」——直管段

涡街流量计对安装条件比较「挑剔」，因为只有当流体进入仪表时是均匀、稳定的，漩涡才能规律地脱落，仪表的读数才会准。

规范要求的直管段长度是：前 20D / 后 5D（D 是管道内径）。也就是说，仪表前面要留出至少 20 倍管径的笔直管道，后面也要有 5 倍管径的直管。

图4  涡街流量计直管段安装要求

一个小提醒：直管段不够长，是涡街流量计现场不准最常见的原因！

如果实在没办法满足这个长度，按规范 7.4.2 c) 条款，可以改选旋进式涡街流量计，要求降到前 5D / 后 2D。

液体测量还需要注意

如果用涡街流量计测液体（比如循环水、轻油），还要让液体充满整段管道——管道里如果有气泡或半空状态，会让仪表读数跳来跳去。

五、和其它流量计怎么比？

在选型时，工程师通常会拿涡街流量计和涡轮、电磁、孔板一起比较，简单总结一下：

vs 涡轮流量计：涡轮精度更高（可到 0.2 级），但只能测气体和洁净低黏度液体，量程较窄（5~10:1）；涡街应用范围更广，能测蒸汽。

vs 电磁流量计：电磁只能测导电液体（电导率 ≥ 5 μs/cm），但能测脏污、腐蚀性介质；涡街可以测气体和蒸汽，电磁不能。

vs 标准孔板：孔板便宜、可靠，但压损大、量程比小、对小流量不准；涡街压损小、量程比大，运行能耗更低。

六、一句话选型口诀

「洁净、单相、不振动、直管够长——涡街就是首选」。

反过来，如果是两相流、含颗粒的脏污介质、强振动的管道、直管段拿不出来，那就要考虑别的流量计了。

本文内容依据《石油化工自动化仪表选型设计规范》SH/T 3005—2016

主要参考第 7.4.2 条 及 附录 A 流量仪表选型参考表

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