旋風分離器的分離原理比較簡單。煙氣攜帶物料以一定的速度（一般大于20m/s ）沿切線方向進人分離器，在內部作旋轉運動，固體顆粒在離心力和重力的作用下被分離下來，落人料倉或立管，經飛灰回送裝置返回爐膛，分離出顆粒后的煙氣由分離器上部進人尾部煙道。旋風分離器布置在爐膛外部，屬外循環分離器。

旋風分離器一般由進氣管、筒體、排氣管、圓錐管等幾部分構成。其結構尺寸包括：筒體直徑、進口高度、進口寬度、排氣管直徑、排氣管插人深度、筒體高度、總高度、排料口直徑等，一般用筒體直徑表示其相對大小。表4 一1 給出了目前工業循環流化床鍋爐旋風分離器的主要結構尺寸與特性參數。
旋風分離器進氣管常采用切向進口。由于普通切向進口＜平頂蓋）結構布置方便，循環流化床鍋爐大多采用這種方式。另外，蝸殼式切向進口可以減小分離器的阻力，提高處理的煙氣流量，應用也較多．排氣管布置．則有上排氣與下排氣兩種．參見圖4 , 15 。
旋風分離器的優點是分離效率高，特別是對細小顆粒的分離效率遠遠高于慣性分離器；其缺點是體積比較大，使得鍋爐廠房占地面積較大。另外，大容量的鍋爐因受分離器直徑和占地面積的限制，往往需要布置多臺分離器。譬如，220t / h 鍋爐布置兩臺直徑為6 ? 7m 的旋風分離器，400t/h 鍋爐布置共臺直徑更大的旋風分離器。因此，旋風分離器的布置對于循環流化床鍋爐的大型化顯得非常重要。
根據分離器的下作條件，旋風分離器可分為高溫、中溫和低溫三種。
1 ．高溫旋風分離器
高溫旋風分離器通過一段煙道與爐膛連接，其布置根據鍋爐結構及分離器數量的不同而有所變化，大多布置于爐膛后部，也有的布置在爐膛前墻或兩側墻，并多采用上排氣形式。
高溫旋風分離器的結構形式主要有兩種，一種是由鋼板和耐火材料構成不冷卻的絕熱旋風筒，另一種是由膜式壁構成通過水（或蒸汽）冷卻的水（汽）冷卻式旋風筒。
< 1 ）高溫絕熱旋風分離器
高溫絕熱旋風分離器的筒體結構示。高溫旋風分離器內煙氣和物料溫度高( 850 ℃ 左右），甚至有顆粒在分離器內繼續燃燒，同時物料在分離器內高速旋轉，故絕熱分離器內襯有較厚（80mm 以上）的高溫耐火材料，外設保溫層隔熱。
表列出了220t/h 及以下容量循環流化床鍋爐燃燒室和高溫絕熱旋風分離器的主要尺寸以及兩者的匹配情況，表中尺寸說明參。
應用絕熱旋風筒作為分離器的循環流化床鍋爐稱為第一代循環流化床鍋爐。德國魯奇公司較早地開發出采用保溫、耐火及防磨材料砌成筒身的該型分離器，并為魯奇公司、奧斯龍公司以及由其技術轉移的公司設計制造的循環流化床鍋爐所采用。據統計，目前有78 ％的循環流化床鍋爐采用了絕熱高溫旋風分離器。但這種分離器也存在一些問題，主要是旋風筒體積龐大，鋼材耗量較高，密封和膨脹系統復雜，耐火材料用量較大，分離器熱慣性大，啟動時間較長。另外，在姍用揮發分較低或活性較差的強后燃性煤種時，旋風筒內的燃燒將導致分離后的物料溫度上升，從而引起旋風筒內或立管及飛灰回送裝置內的超溫結焦，
( 2 ）水（汽）冷卻式高溫旋風分離器
為保持絕熱式旋風筒的優點，同時有效地克服其缺陷，福斯特，惠勒公司開發了水（汽）冷卻式旋風分離器。該型分離器外殼由水冷壁或蒸汽管彎制焊接而成．取消了絕熱旋風筒的高溫絕熱層，受熱面管子內側布滿銷釘并涂一層較薄的高溫耐磨澆注料。殼外側班蓋一定厚度的保溫層，內側只教設一薄層防磨材料，整個分離器的外殼，包括煙氣人口通道、分離器頂棚、簡體和倒錐形料斗均由水（汽）冷卻的膜式壁構成，水（汽）流過分離器膜式壁受熱面時可以是串聯布置．也可以為并聯布置。實際上，水（汽）冷卻式分離器已成為鍋護的一個壓力部件，是鍋爐爐膛受熱面的延伸，因而可以采取頂部吊掛的設計，使其在受熱膨脹時和爐膛一起向下膨脹，從而大大地減小了它與爐膛和尾部受熱面熱膨脹的差別，使爐膛與分離器、分離器與尾部受熱面接口處的機械設計得以簡化。
由于與鍋爐的水（汽）系統構成了一個整體，冷卻型分離器有許多優點。譬如，在燃燒難燃燃料，如無煙煤、煤殲石、石油焦及垃圾制成的燃料時，燃燒可能會在分離器中發生，此時水（汽）分離器的膜式壁受熱面可吸收燃燒釋出的部分熱量，從而防止分離器內因以）和殘碳后燃造成溫度升高而引起的結渣；可以節省大量保溫和耐火材料，縮短鍋爐的啟停時間等。另外，由于有水（汽）冷卻，分離器的外殼可采用與爐膛相同的保溫材料，使其外壁溫度維持在54 ℃ 左右的正常值（非冷卻的鋼板耐火材料分離器的外壁溫度可高達110 ℃ ）, 較低的分離器外壁溫度可以改善鍋爐運行的經濟和安全性；但缺點是容易造成飛灰可燃物升高，制造工藝復雜，初投資比較高。
要注意的是，由于采用水冷卻的分離器是將鍋爐水循環系統和分離器的膜式壁相連，形成一個自然循環的水冷分離器，與蒸汽冷卻式分離器相比，水冷卻式分離器不利于達到最佳的自然水循環工況。因此，設計采用自然循環方式的水冷分離器時，必須重視水循環的安全性，對于高壓鍋爐尤為重要，
( 3 ）方形高溫旋風分離器（離心式緊湊型分離器）
正如前述，循環流化床鍋爐大多采用圓形的高溫絕熱旋風簡分離器。用鋼板耐火材料制作的旋風筒，不但造成分離器的體積和重量過大，而且存在著耐火材料的熱膨脹、磨損壽命和內部結渣的可能性。水（汽）冷卻式旋風筒雖然可以避免鋼板耐火材料旋風簡的缺憾，但結構相對較復雜，制造成本較高。為克服這類旋風簡分離器的不足，又保持其分離效率高的優點，福斯特· 惠勒公司開發出一種水冷方形離心分離器的專利技術，其最大的結構特點是外形為非圓形，如正方形、長方形或多邊形，一般采用方形。方形離心分離器由膜式壁構成，與鍋爐爐膛共用，實際上成為爐膛受熱面的組成部分，在爐膛和分離器之間不存在熱膨脹的間題，它使整個鍋爐的布置顯得非常緊湊。因此，方形分離器又稱緊湊型分離器。緊湊型循環流化床鍋爐的流程，為一容量為7oMw ．帶有旋風筒分離器的循環流化床鍋爐與同容量的緊湊型循環流化床鍋爐尺寸的比較。由圖可見，方形分離器使得循環流化床鍋爐的布置大為緊湊。由于方形高溫旋風分離器（離心式緊湊型分離器）的優越性，方形分離器在循環流化床鍋爐中具有良好的應用發展前景：福斯特，惠勒公司和奧斯龍公司合并后即將方形分離器循環流化床鍋爐作為大型化方向進行重點發展。另外，由于緊湊型循環流化床鍋爐結構形狀上的特點，它還特別適合用于將老的煤粉爐改裝成更高效低污染物排放的循環流化床鍋爐，例如波蘭圖羅電站的200MW 。煤粉爐改造為260Nn 從緊湊型循環流化床鍋爐。
清華大學在福斯特，惠勒公司方形離心分離器的基礎上，發展了改進型的帶加速段的方形分離器，即“水冷異型分離器”, 1995 年獲得專利，并成功應用于75t / h 完善化循環流化床鍋爐上。這種方形分離器人口處增加了一曲面導流板，該導流板與其入口處的一直壁面形成了漸縮形加速段，并在分離器內部用膜式水冷壁或耐火材料將其方形拐角處填充成圓弧 \a循環流化床鍋爐采用圓形旋風簡分離器．b循環流化床鍋爐采用方形分離器形．

這些改進措施可減小流動阻力，使氣流容易形成離心旋轉，進一步提高分離效率，有效地克服了絕熱旋風分離器的后燃結焦問題；另外，與圓形水（汽）冷卻式旋風分離器相比，降低了制造成本。
2 ，中溫旋風分離器
中溫旋風分離器人口煙氣溫度較低，一般為400 ? 500 ℃ ，通常布置在過熱器之后。與高溫旋風分離器相比，中溫旋風分離器有如下優點：① 由于人口煙氣溫度較低，煙氣總容積相對降低，分離器尺寸可以減小，加之煙氣茹度降低，利于顆粒分離，可以提高分離器效率；② 由于分離器溫度降低，可以采用較薄的保溫層，從而縮短鍋爐的啟停時間，另外，在保溫相同的條件下，散熱損失減小；③ 分離器內不會發生嫩燒，也不會造成超溫結焦；④ 對保溫材料的耐高溫要求降低，可以降低成本；⑤ 分離下來的物料溫度較低，這對控制床層溫度，防止床內發生結渣以及調整負荷有利。但是，由于中溫分離器與高溫分離器不同，后者布里在過熱器前而前者布置在過熱器后，過熱器處的煙氣含物料量較大，固體顆粒也較粗，增加了過熱器的磨損，嚴重影響鍋爐的安全運行。因此，中溫分離器一般應用于低倍率循環流化床鍋爐上，并且對分離器前受熱面采取有效的防磨措施，以提高其使用壽命．目前應用較多的中溫旋風分離器是一種下排氣的分離器。采用下排氣分離器是為了克服常規上排氣旋風分離器結構與尾部煙道的協調布置問
題。下排氣分離器可以縮小鍋爐的外部尺寸，簡化煙道布置，從而降低鍋爐造價。為下排氣分離器旋風筒結構簡圖．
3 ．低溫旋風分離器低溫分離器的工作溫度一般小于300 ℃ ，通常布置在省煤器或空氣預熱器之后。實際上，采用低溫分離器的鍋爐是飛灰回燃型鼓泡流化床鍋爐，并不是真正意義上的循環流化床鍋爐，故此處不做詳細討論。