随着技术瓶颈的不断突破,光热发电掀起了国际能源投资和建设的热潮。其中,塔式热发电技术具有聚光比高、集热温度高、热损耗少、传热路径短、系统综合效率高等优点,是最为理想的大规模发电方法。定日镜是塔式热发电站的重要组成部分,长时间的灰尘累积会降低镜面反射率,使得塔式发电站的聚光效率降低,造成大幅度的能量损失。为使电站保持较高的发电效率,目前较为有效的解决方案多采用不定期清洗定日镜。本文针对日益严重的光热电站积灰问题,研究了灰尘对塔式定日镜反射率的影响,同时提出一种刷洗组合的镜面除尘装置,并对其力学性能进行分析,主要工作内容如下:(1)在了解定日镜结构和工作原理、灰尘沉积特点和性质的基础上,分析了积灰影响定日镜反射率的机理,并通过现场实验测得了积灰时间和积灰密度对反射率的影响结果,以实验结果为依据建立了反射率随积灰时间和积灰密度变化的数学模型。(2)以敦煌10MW熔盐塔式电站为研究对象,根据定日镜的尺寸和布局特点,分析除尘功能要求,给出了总体设计方案,主要包括车体的选取、机械臂结构设计和清灰机构设计。借助SolidWorks软件建立了各构件的实体模型并进行了整体装配。(3)依据理论力学相关知识求得了除尘装置能够正常运行所能允许的清灰机构最大质量,借助Ansys有限元分析软件对主要受力部件机械臂架的静强度进行分析,得到了关键零部件的受力和变形情况,验证了其强度满足要求。(4)建立了除尘装置的运动学和动力学模型,借助Adams软件对除尘装置的运动过程进行仿真,仿真结果表明该设计技术可行、结构合理。通过提取仿真结果得到了除尘装置中主要驱动件的运动参数和清灰机构的可调整作业范围,为装置的实体制造打下了基础。本文的研究对定日镜清洁产品的设计、我国太阳能热发电站灰尘沉积问题的解决、塔式光热电站发电效率的提高,提供了较好的参考,具有一定的工程实用价值。