预热器系统旋风筒中主要零部件为非标准件,有新的设计需求时,都需要进行单独设计。不同系列的预热器系统设计参数不同,模型库没有系统化分类管理。预热器系统设计仍停留在二维施工图设计阶段,没有形成系统的三维零件图纸库,无法进行便捷查询和调用,造成新预热器设计开发周期时间较长。国内外对于预热器旋风筒参数化三维设计的研究不够系统和准确,对水泥回转窑NSP预热器旋风筒粒子运动与流场耦合研究较少,对于其他旋风筒系统操作参数和结构参数的CFD仿真研究也不够系统,也没有相关的实验数据作为支撑。本文在以往二维设计的基础上,针对目前预热器设备中旋风筒设计复杂、效率低的状况,探究基于Inventor API接口技术,对旋风筒等非标件和内筒等标准件快速参数化三维设计,最终实现基于参数化设计界面的旋风筒三维设计和各零件的装配。通过对旋风筒模型的分解,按照自下而上的方法进行参数化建模设计,运用Visual Basic语言实现用户界面与Inventor模型参数进行连接,并通过ADO技术连接数据源,完成参数化建模开发和设计界面定制。使用此参数化设计界面,可以直接生成三维模型,大大缩减了预热器旋风筒的设计周期,并且可以通过与数据库连接达到便捷查询修改调用的目的。在预热器旋风筒系统设计后,根据参数化旋风筒模型绘制出筒体内部流体模型,使用有限元软件Comsol对气固两相流场进行计算机运动流体学（CFD）模拟,并对部分系统操作参数和结构参数进行调整优化。通过有限元分析模拟结果进行对比,找出系统最合适的参数特征值来增大分离效率和减少系统阻力。在此研究上,对非洲Ibese 6000t/d水泥熟料生产线和Obajana5线的预热器设计中做了调整,Ibese项目预热器系统在改造后,分离效率从89.16%增大到95.68%;在Obajana5线项目设计中给出了明确的指导,对内筒深入长度和入口风速进行了调整,预计系统分离效率从92.98%增大到94.17%,系统阻力降低560Pa,熟料产量从242.03t/h增加到250.06t/h。