旋风除尘器的设计步骤需结合处理风量、粉尘特性及分离效率要求进行系统规划，以下为具体设计流程：
一、基础参数确定
1. 处理风量计算：根据生产工艺需求确定工况风量Q（m³/h），并换算为标准状态风量2. 粉尘特性分析：明确粉尘粒径分布、密度ρp（kg/m³）、含水率及腐蚀性
3. 分离效率要求：根据环保标准确定目标分级效率η（%）
二、结构形式选型
1. 按处理风量选择类型：小风量选单筒式，大风量采用多管组合式
2. 确定进口形式：切向进口分直入式/蜗壳式，轴向进口需配导流叶片
3. 选定排灰方式：重力排灰适用于粗颗粒，机械排灰用于细粉尘
三、关键尺寸计算
1. 进口风速确定：常规取12-25m/s，高浓度粉尘取低限值
2. 筒体直径D：D=√(4Q/(3600×v_i×α))，α为进口面积系数（0.8-1.2）
3. 筒体高度H1：H1=(1.5-2.5)D，长锥体取大值
4. 锥体高度H2：H2=(2-3)D，高效型可达3.5D
5. 排气管直径d：d=(0.4-0.6)D，取d=0.5D较常见
6. 灰斗容积设计：灰斗锥角≥60°，容积按2小时排灰量计算
四、性能校核
1. 压力损失计算：ΔP=ξ×(ρ×v_i²)/2，ξ阻力系数取8-12
2. 临界粒径计算：d_c=√(9μD/(πNv_i(ρp-ρ)))，N为有效旋转圈数
3. 分级效率验证：采用Lapple公式或Stairmand模型计算分级效率曲线
五、结构优化设计
1. 导流叶片设计：轴向进口需配置螺旋导流片，导程角18-22°
2. 防短路结构：设置旁路分离室或在排气管下端加装阻流板
3. 耐磨处理：锥体下部及灰斗内衬耐磨材料，如陶瓷贴片
六、材料选择
1. 筒体材料：Q235碳钢，腐蚀性工况采用不锈钢或玻璃钢
2. 耐磨层厚度：磨损严重部位加焊3-5mm耐磨钢
3. 密封设计：法兰连接处采用耐高温硅胶密封圈
七、辅助系统设计
1. 锁气装置选型：星形卸灰阀处理量需大于排灰量1.2倍
2. 保温设计：烟气温度低于露点时需配置蒸汽伴热
3. 监测系统：安装压差变送器及料位计实时监控
设计注意事项：
1. 处理高温烟气时需考虑热膨胀补偿
2. 多管除尘器需保证各单管流量均匀
3. 高浓度工况建议前级配置预除尘器
4. 灰斗需设置检修人孔及清灰孔
