旋轉氣流的絕大部分沿器壁自圓簡體，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運動，形成下降的外旋含塵氣流，在強烈旋轉過程中所產生的離心力將密度遠遠大于氣體的塵粒甩向器壁，塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的運量和自身的重力沿壁面下落進入集灰斗。
旋轉下降的氣流在到達圓錐體底部后，沿除塵器的軸心部位轉而向上，形成上升的內旋氣流，并由除塵器的排氣管排出。
自進氣口流入的另一小部分氣流，則向旋風除塵器頂蓋處流動，然后沿排氣管外側向下流動，當達到排氣管下端時，即反轉向上隨上升的中心氣流一同從排氣管排出，分散在其中的塵粒也隨同被帶走。

穩定運行參數
旋風式除塵器運行參數主要包括：除塵器入口氣流速度，處理氣體的溫度和含塵氣體的入口質量濃度等。
1)入口氣流速度。對于尺寸一定的旋風式除塵器，入口氣流速度增大不僅處理氣量可提高，還可有效地提高分離效率，但壓降也隨之增大。當入口氣流速度提高到某一數值后，分離效率可能隨之下降，磨損加劇，除塵器使用壽命縮短，因此入口氣流速度應控制在18~23m/s范圍內。
2)處理氣體的溫度。因為氣體溫度升高，其粘度變大，使粉塵粒子受到的向心力加大，于是分離效率會下降。所以高溫條件下運行的除塵器應有較大的入口氣流速度和較小的截面流速。
3)含塵氣體的入口質量濃度。濃度高時大顆粒粉塵對小顆粒粉塵有明顯的攜帶作用，表現為分離效率提高。
防止漏風
旋風式除塵器一旦漏風將嚴重影響除塵效果。據估算，除塵器下錐體或卸灰閥處漏風1%時除塵效率將下降5%;漏風5%時除塵效率將下降30%。旋風式除塵器漏風有三種部位：進出口連接法蘭處、除塵器本體和卸灰裝置。引起漏風的原因如下：
1)連接法蘭處的漏風主要是螺栓沒有擰緊、墊片厚薄不均勻、法蘭面不平整等引起的。
2)除塵器本體漏風的主要原因是磨損，特別是下錐體。據使用經驗，當氣體含塵質量濃度超過10g/m3時，在不到100天時間里可以磨壞3mm的鋼板。
3)卸灰（原來寫錯了）裝置漏風的主要原因是機械自動式(如重錘式)卸灰閥密封性差。
預防關鍵部位磨損
影響關鍵部磨損的因素有負荷、氣流速度、粉塵顆粒，磨損的部位有殼體、圓錐體和排塵口等。防止磨損的技術措施包括：
1)防止排塵口堵塞。主要方法是選擇優質卸灰閥，使用中加強對卸灰閥的調整和檢修。
2)防止過多的氣體倒流入排灰口。使用的卸灰閥要嚴密，配重得當。
3)經常檢查除塵器有無因磨損而漏氣的現象，以便及時采取措施予以杜絕。
4)在粉塵顆粒沖擊部位，使用可以更換的抗磨板或增加耐磨層。
5)盡量減少焊縫和接頭，必須有的焊縫應磨平，法蘭止口及墊片的內徑相同且保持良好的對中性。
6)除塵器壁面處的氣流切向速度和入口氣流速度應保持在臨界范圍以內。
避免粉塵堵塞和積灰
旋風式除塵器的堵塞和積灰主要發生在排塵口附近，其次發生在進排氣的管道里。
1)排塵口堵塞及預防措施。引起排塵口堵塞通常有兩個原因：一是大塊物料或雜物(如刨花、木片、塑料袋、碎紙、破布等)滯留在排塵口，之后粉塵在其周圍聚積;二是灰斗內灰塵堆積過多，未能及時排出。預防排塵口堵塞的措施有：在吸氣口增加一柵網;在排塵口上部增加手掏孔(孔蓋加墊片并涂密封膏)。
2)進排氣口堵塞及其預防措施。進排氣口堵塞現象多是設計不當造成的——進排氣口略有粗糙直角、斜角等就會形成粉塵的粘附、加厚，直至堵塞。