塔式太阳能光热发电效率高、电力输出稳定,是未来发展的主要方向之一。熔盐吸热器是塔式太阳能光热发电系统的核心部件,为了提高系统的安全性和运行效率,使其更加适应我国西北地区的气候条件,亟需系统地探讨熔盐吸热器的运行特性,并优化其运行策略。采用全尺寸数值计算方法,研究了典型工况下熔盐吸热器散热损失和热效率的变化规律,分析了吸热器的局部流动与换热特性,提出了物理防护措施,验证了云遮工况下的防护效果。综合考虑吸热器的热效率、?效率和系统效率,结合我国西北地区典型的天气条件,提出了基于积分平均的DNI平滑处理方法和熔盐吸热器的运行策略。研究结果表明,吸热器的整体热效率和散热损失主要受风速和入射能量的影响,风向和环境温度的影响较小。吸热器的局部对流散热损失受风向和风速影响较大。在常规风速条件下满负荷运行时,基于典型方案设计的太阳能熔盐吸热器的热效率约为87%,?效率约为55%,系统效率约为18%。当入射能量减小或风速增大时,吸热器的热效率、?效率和系统效率都降低。当风速超过约7 m/s时,吸热器的总对流散热损失超过总辐射散热损失。采取额定出口温度模式运行时,吸热器的热效率低于额定质量流量模式,但?效率和整个系统的能量利用率高于额定质量流量模式。常规风速条件下,当入射能量从设计值的100%降低到30%时,额定出口温度模式下的系统效率从18.45%降低到16.20%;额定质量流量模式下的系统效率从18.36%降低到7.10%。本文所述运行策略的核心在于提供一种根据入射能量确定熔盐质量流量的方法,使吸热器的运行状态尽可能接近额定出口温度模式。当DNI比较稳定时,宜采取额定出口温度模式运行;当DNI波动时,宜对其进行平滑处理,采取等效额定出口温度模式运行;当云层短时间遮挡时,可持续通入熔盐,并进行物理防护,维持吸热器运行,为云层散开继续吸收能量做准备。若入射能量不低于设计值的80%,两种运行模式下吸热器热效率和?效率的差别不超过1%,系统效率的差别不超过2%;若入射能量在设计值的40%~80%之间,额定出口温度模式的系统效率可比额定质量流量模式提升2%~7%。相关研究有望为塔式太阳能光热发电熔盐吸热器的运行优化提供参考。