旋风分离器作为流化床反应器的核心部件,广泛应用在石油、石化等大型工业过程中。随着使用时间的延长,由于冲击磨损、制造缺陷等原因会导致旋风分离器漏气现象的发生,将会造成分离效率显著降低、压力损失明显增大等性能的变化,极大地影响工业生产。目前,无论采用实验手段还是模拟方法对旋风分离器的研究大部分只停留在正常操作状态下,而忽略了事故状态下旋风分离器的性能特性和流动特性变化情况的系统研究。本研究在基于已有的实验数据验证基础上,建立180°蜗壳式入口的旋风分离器三维立体模型,运用计算颗粒流体力学（CPFD）的模拟方法并借助大型商用软件Barracuda平台对非正常操作状态（不同位置漏气以及漏气面积不同）下,旋风分离器流动特性与分离特性进行深入研究。首先将正常操作条件下的模拟结果与前期实验数据进行对比,得到合适的网格数和曳力模型,再改变操作参数进一步讨论旋风分离器不同位置漏气（入口、锥体、灰斗）时,其总效率、分级效率、压降以及流场的变化情况并与正常状态进行对比。模拟结果表明,当模拟正常操作状态下旋风分离器时,CPFD模型可以预测出:（1）旋风分离器的分离效率随着入口气速的增加而增大,模拟结果与实验数据有很好的一致性。（2）压降也随着入口气速的增加而增大,但与实验数据吻合的不是很好,初步分析认为是湍流模型使用不当导致的。（3）不同轴向截面上的切线速度和轴向速度关于几何中心均呈对称分布,切向速度为典型的内外旋涡分布,轴向速度为标准的上下行流组合形式。当模拟事故状态下旋风分离器时可以得出:（1）无论是入口处漏气、锥体处漏气还是灰斗处漏气,当漏气面积相同时,随着入口速度的增大,漏气量逐渐增大,分离器压降随之增大,分离效率显著降低,尤其对细颗粒的分离能力大大减弱;（2）当漏气面积相同时,旋风分离器的切向速度和轴向速度均随着入口速度的增加而减小,分布形态发生变化,对称性变差,流场更加紊乱,偏心现象严重。（3）对不同位置漏气时对旋风分离器性能参数的影响进行比较,发现灰斗处漏气时对旋风分离器的分离效率、压降以及流场的影响最大,入口处的影响最小,锥体处次之。