当前应用于输气站场的多管旋风分离器分离效果并不理想,一方面由于采用多个小旋风管圆周均布的排布方式,导致其整体的处理量较小;另一方面单个旋风管入口通流面积较小,容易造成旋风管入口堵塞,导致下游过滤分离器超负荷运行,还可能造成计量和调压设备的失效,同时维检修不方便,这些问题直接导致运行成本的增加。针对上述问题,本文以计算流体力和结构静力学为理论依据,利用数值模拟、有限元分析和理论分析相结合的方法,对旋风管和多管大输量旋风分离器的流场进行模拟分析,并对多管大输量分离器进行结构强度分析,具体研究内容如下:(1)针对流场分析,采用RSM湍流模型,对旋风管和多管旋风分离器的气相压力场和速度场的分布特征进行分析,得到其气相流场的分布规律;(2)针对多管旋风分离器的灰斗返混现象和进气不均匀性进行研究,得出此结构分离器基本不存在灰斗返混和进气不均匀的现象;(3)通过对旋风管和多管旋风分离器分级效率和压降的分析,得出旋风管能够完全分离8μm以上的固体颗粒,而多管分离器只能完全分离10μm以上的固体颗粒,多管的分离效率大约是单管的92%,多管压降的80%~90%都来自于单管旋风分离器;(4)针对结构分析,采用应力线性化方法,对旋风分离器各个应力集中处进行应力线性化评估,结果表明,其整体的应力符合设计要求。