我国的无烟煤储量丰富，占全部煤炭保有储藏量的16.2％。但无烟煤挥发分含量比较低，着火、稳燃和燃尽都比较困难。W型火焰炉专为燃用无烟煤等低挥发分煤种设计，采用拱形燃烧的方式和敷设卫燃带来改善着火、稳燃和燃尽。F&W公司的W型火焰炉采用双旋风子燃烧器。但此类锅炉还存在飞灰可燃物指标不稳定、易结渣、NOx排放量高等问题。为解决或改善这些问题，对其燃烧器工作特性的研究是十分必要的。本文对某厂＃1炉的双旋风子燃烧器的旋风分离器进行了实验室的研究和数值计算。　　首先，总结了W型火焰炉的发展现状，比较了W型火焰炉旋风分离器与常见的旋风分离器的异同，指出在研究的过程中借鉴旋风分离研究的丰硕成果是十分必要的。并总结了旋风分离器的研究现状。　　其次，对W型火焰炉旋风分离器进行了实验室的相似模化设计，设计并搭建了气固两相实验台，并进行了单相及气固两相实验。通过实验研究了入口风速、乏气阀门开度、消旋叶片位置等对乏气百分比和系统阻力的影响。气固两相实验表明，在原燃烧器结构条件下，一次风浓度提高较小，浓缩效果有限。为提高旋风分离器的浓缩效果，提出了增加乏气管管径的方案，并进行了实验研究。结果表明，煤粉浓缩效果大幅提高，乏气百分比也可以在较大的范围内调整。　　最后，为深入了解旋风分离器的内部流场结构及气固分离机理，本文采用计算流体力学（CFD）的方法对其进行了研究。建立了实验模型、原型模型及改进模型等多个模型并进行了网格划分，气相湍流模型采用RNGk-ε模型，气固两相采用Eulerian多相流模型，分别对气相及气固两相流场、压力场、颗粒浓度场进行了模拟。模拟的结果与实验对比，达到了一定的精度。在模拟结果的基础上分析了单相三维速度和压力的分布，气固两相的速度、颗粒的浓度和压力的分布。在计算颗粒分级效率的基础上，计算得到了分离器的总效率。同时指出，在主喷口出口气相速度分布及颗粒浓度分布有较大的不均匀性。