汽包内有一定的蒸汽空间，当汽流向上运动时，较大直径的水滴可以通过重力作用而落下。汽流除通过重力进行汽水分离外，汽包内还需装置汽水分离部件，以保证蒸汽品质。汽包内的汽水分离元件可分为一次分离元件和二次分离元件两种。一次分离元件的任务是消除进入汽包的汽水混合物的动能，并将蒸汽和水进行初步分离。二次分离元件的任务是把蒸汽中携带的细小水滴分离出来，并使蒸汽从汽包上部均匀引出。

汽水分离元件的形式很多。一次分离元件有：旋风分离器、挡板、立式节流板、水下孔板等；二次分离元件有：百叶窗、均汽板等。

（一）旋风分离器

旋风分离器是一种分离效果较好的粗分离装置。它广泛用于汽水混合物入口速度较大而锅水浓度较高的近代大中型锅炉上。其结构形式较多，但工作原理基本相同。最常用的是放置在锅内的旋风分离器。

旋风分离器的结构如图83所示。它由筒体、波形板顶帽、导向叶片、底板和溢流环等部件组成。其工作原理是：汽水混合物从进口法兰切向进入分离器筒体后，在其中产生旋转运动。依靠离心力作用进行汽水分离。分离出来的水分抛向筒壁，并沿筒壁流下，由筒底导向叶片排入汽包水容积中；蒸汽则沿筒体旋转上升，经顶部的波形板分离器径向流出，进入汽包的蒸汽空间。

为了将旋风筒内分离出的蒸汽平稳地引入汽包的蒸汽空间，在旋风筒顶部装有波形板顶帽，以增加旋风分离器蒸汽端的阻力，使各旋风分离器的负荷分配比较均匀，并可降低旋风筒内的抛物面形水位。同时波形板也起分离作用，可进一步分离蒸汽中的水分。

由于汽水混合物的旋转，筒体内的水面将呈漏斗形状，贴在上部筒壁的只是一层薄水膜。为了避免上升的蒸汽流从这层薄水膜中带出水分，在筒体顶部装有溢流环。溢流环与筒体的间隙既要保证水膜顺利溢出，又要防止蒸汽由此窜出。

在旋风筒内部，由于工质旋转运动，水位呈抛物面形。为防止蒸汽从筒底穿出以及平稳地将水引入汽包水容积中，通常用圆形底板将筒底中部封死，而在周边的环形缝中装置导向叶片，使水平稳地流出。但是这种结构不能消除水流的旋转运动，容易引起锅炉汽包内水位偏斜。

图83　旋风分离器示意

1—进口法兰；2—拉杆；3—底板；4—导向叶片；5—筒体；6—溢流环；7—波形板顶帽

图84　旋风分离器连接方式(www.daowen.com)

（a）单位式；（b）总汇流箱并联式；（c）分组汇流箱并联式1—汽水混合物引入管；2—旋风分离器入口罩箱；3—总汇流箱；4—分组汇流箱

为了提高锅水旋风分离器的分离效果，应采用较高的汽水混合物入口速度和较小的筒体直径。但过高的汽水混合物入口速度又会导致阻力过大，对水循环不利。高压和超高压锅炉的汽水混合物入口速度一般为4～6m/s。而筒体直径过小，会导致布置的分离器台数增多，安装、检修不便，一般采用的筒体直径为260mm、290mm、315mm、350mm。汽水混合物引入旋风分离的方式有单位式、总汇流箱并联式及分组汇流箱并联式三种，如图84所示。一根或几根蒸发管与一只分离器连接的方式称为单位式。其优点是阻力小；缺点是由于水冷壁管的受热不均，各只分离器的蒸汽负荷差别较大。由汽包一侧蒸发管来的汽水混合物汇集在一个总联箱内，然后导入很多并列分离器的方式称为总汇流箱并联式。它的缺点是汽水流动阻力大，由于汽包的壁厚相差很大，故很长的焊缝容易裂开。国产锅炉大部分采用分组汇流箱并联式，即在锅筒内装几组汇流箱，由水冷壁来的汽水混合物（一般按循环回路来划分），分别引入各汇流箱，汇流箱与一定数量的旋风分离器相连。其优点是负荷分配均匀，焊缝较短。

旋风分离器安装标高是入口引管下缘高于汽包的正常水位和至少与正常水位平齐，旋风分离器筒体下缘应没入正常水位200mm，最少为180mm，以防蒸汽从筒底窜出；为防止水位偏斜，左旋和右旋旋风分离器交错布置；相邻两台立式百叶窗顶帽最小间距大于50mm，以均匀蒸汽。

（二）百叶窗分离器

百叶窗分离器又称波形板分离器，其结构如图85所示。它由许多平行的波形板组成，能聚集并除去蒸汽中细小水滴，是一种广泛应用的二次分离元件。

图85　百叶窗分离器

经粗分离后的湿蒸汽，低速通过由波形板组成的弯曲通道时，在离心力和黏附力的作用下，将细小水滴分离出来并黏附在波形板上形成水膜，水膜靠自重缓慢向下流动，在板的下端形成较大水滴而坠落，从而使蒸汽带水量减少。蒸汽通过百叶窗的流速不能太高，否则将会撕破水膜，使蒸汽再次带水。

百叶窗分离器有水平和立式两种。图85为水平百叶窗。水平百叶窗中蒸汽与水膜平行相对流动。立式百叶窗中蒸汽水平流动，水膜垂直向下流动，即蒸汽与水膜为垂直交叉流动。图83中的波形板顶帽即为这种形式的百叶窗。因此，立式百叶窗便于疏水，允许有较高的蒸汽流速，分离效果较好，但所占空间位置较大。一般立式百叶窗多置于旋风分离器顶部；水平百叶窗常与多孔板一起组装，置于汽包上部蒸汽引出口之前。

（三）顶部多孔板

顶部多孔板又叫均汽板，装在汽包顶部蒸汽引出口之前的蒸汽空间。其作用是利用小孔的节流作用，使蒸汽沿汽包长度分布均匀，以避免局部蒸汽流速过高而使蒸汽带水增加。板上小孔直径一般为5～6mm。