在煤气化工业装置中,旋风分离器是其中的重要设备之一。随着煤气化装置向着大型化方向的发展,旋风分离器的结构安全性正受到越来越多的关注。本文对现有大型旋风分离器在高温、高压条件下的结构强度进行了校核,得出了旋风分离器的应力危险位置,发现现有的结构型式不足以满足其在高温、高压工况下的安全性要求。同时计算了旋风分离器的温度场分布以及温度应力。改变旋风分离器各结构位置参数,分析了不同结构参数变化对旋风分离器应力大小及分布的影响,由分析结果可以得到,顶部筋板的分布形式和分布数量对旋风分离器上盖板的影响最大,对下盖板的影响较小。借助有限元方法对现有低压、小型旋风分离器在保证分离效率不变的前提下进行了结构改进和优化,得到了满足高温、高压工况条件的新型旋风分离器结构,并对优化后结构模型进行了强度校核。同时借助有限元软件利用蒙特卡罗抽样方法对实际制造工艺和材料性质等参数进行随机抽样,计算了各参数不确定性对结构强度所造成的影响,进行了静力可靠性分析,得出了置信度为95%的结构可靠性以及各参数对旋风分离器可靠度的敏感性。最后,对旋风分离器的疲劳性能进行了研究,利用ANSYS计算获得了旋风分离器的应力幅值,对旋风分离器的疲劳寿命进行了预测,得出了旋风分离器安全运行的次数为523730次,可以为判断结构的安全运行提供有效的依据。