基于有机朗肯循环的APU余热回收系统性能分析

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有机朗肯循环系统回收发动机尾气余热的研究

Ｖ１１Ｎ．Ｓｐ０２ｏ．４，ｏ３，ｅ．２１
有机朗肯循环系统回收发动机尾气余热的研究
张晓刘彬孙晓娜，，，杨凯张健张红光，，
（．１菜钢集团烟台钢管有限公司，山东烟台２４０；６００
ＩＳＳＮ１００８— ４４６９ＣＮ１３．２６５／ＴＥ１
承德石油高等专科学校学报
ＪｕｎｌｆｈｎｄＰｔｏｅｍＣｌｇｏｒａｏＣｅｇｅｅｒｌｕｏｌｅｅ
第１４卷第３期，２１年９月０２
中图分类号：４２４Ｕ７．３文献标识码：Ｂ文章编号：０８９４（０２０ —０１０１０ —４６２１）３０６ — ５
ＥｎｇｎｅＷａｔｅｔＲｅｏｅｙＢａｅｎＯｒａｉｎｋｎｅＣｙｌｓｅｉｓｅＨａｃｖｒｓｄｏｇｎｃＲａｉｃｅＳｙｔｍ
同蒸发压力下的蒸发率结合发动机的试验数据分析了两相流对系统性能的影响。通过比较系统净输出功、有
Байду номын сангаас
机朗肯循环效率及主要部件损的变化规律确定了系统的最佳工作方案。结果表明，统在全排气质量流量范系围内能平稳地工作，机朗肯循环效率达到１．％，小了各主要部件的损，热回收效果明显。有０２减余关键词：有机朗肯循环；发率；热回收；动机尾气蒸余发

发动机两级有机朗肯循环尾气余热回收系统的研究_杨富斌

（）１６
）工质在蒸发器中等压加热过程（）６—１１液态有机工质在蒸发器中被发动机尾气余热加热成饱和蒸气，忽略蒸发器的换热损失，有机工质吸收的热量与发动机尾气释放的热量相等。换热量：ｐ）Ｑｚｍｇ（ｃｔｔｈ１０＝１＝ｍｗ１－ｗ２）１－ｈ６）。（ｐ（式中：ｃｍｐ为发动机尾气质量流量；ｐ为发动机尾气比定压热容；ｔｗ１为发机尾气在蒸发器进口处温度；ｔｍｇ为循ｗ２为发动机尾气在蒸发器出口处温度；环工质质量流量；ｈ１为工质在蒸发器出口处焓值；
［］２］。Ｍ的研究热点［ａｏ等３对内燃机—有机朗肯循ｇ
环联合动力系统进行了研究，认为通过有机朗肯循环系统可使内燃机的热效率和究，西安交通大学的何茂刚等
［４］
效率提高１０％左针对汽车发动机排
图１基本有机朗肯循环系统示意
第５期（总第２０８期）２０１３年１０月
车用发动机ＶＥＨＩＣＬＥＥＮＧＩＮＥ
（）ＳｅｒｉａｌＮｏ．２０８Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１３
发动机两级有机朗肯循环尾气余热回收系统的研究
杨富斌１，董小瑞１，王震１，杨凯２，张健２，张红光２
ηⅡ ＝
Ｗｎ
（
）
损失，则换热量为ｐ）Ｑｚｍｇ（ｃｔｔｈ１３＝２＝ｍｗ２－ｗ３）３－ｈ２）。（ｐ（式中：ｔｈｗ３为发动机尾气在再热器出口处温度；３为工质在再热器出口处焓值。）过热蒸气在单螺杆膨胀机 Ⅱ 中实际膨胀过４）程（３—４单螺杆膨胀机 Ⅱ 等熵效率：

车用有机朗肯循环余热回收系统方案及工质选择

车用有机朗肯循环余热回收系统方案及工质选择阿云生;马生元;卢海涛;崔丹丹;张红光【摘要】针对某车用柴油机的余热特性,分别采用简单有机朗肯循环、带回热器有机朗肯循环和抽气回热式有机朗肯循环对其排气余热能进行回收利用.根据3种有机朗肯循环系统的工作原理,分别建立了其热力学模型,选取R123、R141b、R245ca、R365mfc、R601、R601a作为系统工作介质,对比分析了3种有机朗肯循环系统的热力学性能.结果表明,工质R141b可作为简单有机朗肯循环和抽气回热式有机朗肯循环系统最优工质;工质R601a可作为带回热器有机朗肯循环系统最优工质.当采用R141b作为系统工质时,抽气回热式有机朗肯循环系统的最大热效率和净输出功率分别可以达到17.08％和14.41 kW,具有最优的热力学性能.因此,抽气回热式有机朗肯循环系统方案可作为最佳选择方案.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2015(034)010【总页数】6页(P18-23)【关键词】有机朗肯循环;余热回收;工质选择;系统方案【作者】阿云生;马生元;卢海涛;崔丹丹;张红光【作者单位】青海民族大学交通学院,青海西宁810007;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124;青海民族大学交通学院,青海西宁810007;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TK11+5自20世纪90年代以来，我国汽车工业发展迅速，年均增幅为10%～13%，伴随着国民经济和汽车保有量的增长，能源消耗急剧增加。

从目前车用发动机的热平衡看，用于动力输出的能量一般只占燃料燃烧总能量的30%左右[1-2]，相当大一部分热量被浪费，这不仅降低了燃料利用率，还造成了环境污染。

利用有机朗肯循环系统回收汽车排气余热能是降低汽车燃料消耗、减少污染物排放的一种有效途径，目前已经成为发动机余热利用领域研究的热点[3-6]。

有机朗肯循环低温余热发电系统综述

有机朗肯循环低温余热发电系统综述引言在工业生产过程中，大量的热能会以余热的形式排放到环境中，造成了能源的浪费。

这些废热也可能对环境造成影响。

利用余热进行发电，不仅可以提高能源利用效率，还可以减少对环境的影响。

有机朗肯循环低温余热发电系统正是一种利用余热发电的新型技术，本文将就有机朗肯循环低温余热发电系统的原理、特点、应用及发展前景进行综述。

一、有机朗肯循环低温余热发电系统的原理有机朗肯循环低温余热发电系统是利用有机朗肯循环技术，将低温余热转化为电能的一种系统。

其原理是利用有机朗肯循环工质和低温热源之间的温差来驱动发电机发电。

有机朗肯循环是将有机工质置于一个封闭的循环系统内，利用热能的输入和排出来驱动涡轮机进行发电的一种循环系统。

当有机工质受热使得蒸汽压升高时，蒸汽压推动涡轮机工作，从而带动发电机发电；而在冷凝器中，有机工质又被冷却再次变成液态，完成循环。

有机朗肯循环低温余热发电系统是通过这样一个闭合的循环系统，将低温余热转化为电能。

二、有机朗肯循环低温余热发电系统的特点1. 低温工作：有机朗肯循环低温余热发电系统的工作温度低，通常在100°C以下。

这使得这种系统可以有效利用那些传统热能利用技术无法利用的低品位热能资源，如煤矿瓦斯、生活污水、工业废热等。

2. 环保高效：有机朗肯循环低温余热发电系统的工作过程无需核心机械设备如大型锅炉或锅炉，排放的废气和废水相对较少，具有较高的环保性。

由于其低温工作特点，利用的低品位热能资源不会与食品、药品等高温生产过程相冲突，环保性较好。

3. 经济效益：有机朗肯循环低温余热发电系统具有投资少、成本低、回收期短等特点，从经济角度来看很有吸引力。

4. 可操作性强：有机朗肯循环低温余热发电系统的操作比较简便，不需要特别复杂的操作程序，管理维护成本低。

三、有机朗肯循环低温余热发电系统的应用有机朗肯循环低温余热发电系统已经在多个领域得到了应用，主要包括以下几个方面：1. 电厂余热利用：在电厂生产过程中，通常会有大量的低温余热排放，有机朗肯循环低温余热发电系统可以有效地利用这些余热进行发电，提高能源利用效率。

有机朗肯循环-热泵（ORC-HP）联合系统性能分析

有机朗肯循环-热泵（ORC-HP）联合系统性能分析摘要：内燃机中大部分的尾气余热没有被充分利用，内燃机的热效率还有待提高。

本文提出了一种新型余热有机朗肯循环-热泵系统（Organic Rankine Cycle-Heat Pump，简称ORC-HP），用以回收内燃机尾气余热，提升内燃机的热效率。

以该循环为研究对象，应用MATLAB、REFPROP等商用软件分析运行参数对ORC-HP循环系统、热效率、净输出功的影响。

关键词：内燃机；有机朗肯循环；热效率；净输出功1引言能源是经济和社会发展的基础。

我国进入了高质量发展阶段，需要高质量能源体系的支撑，“能源革命”新战略应运而生。

我国的能源消费结构已有了较大改善，但在某些方面存在问题，主要有能源结构不合理，能源利用率较低等[1]。

未来我国经济持续发展，一次能源生产总量还会继续增加，因此开发新能源和节能减排仍然是极其重要的工作。

由于我国人口数量较大，私家车、公共交通工具等保有量巨大，合理利用尾气余热能够降低能量浪费和改善环境质量。

目前在尾气余热利用方面国内外已取得较为成熟的技术，例如废气涡轮增压技术、涡轮发电技术、温差发电技术、改良燃料技术等[2]。

有机朗肯循环能充分利用尾气余热，发挥有机工质临界温度较低的优势，已在内燃机尾气余热利用获得较为广泛的应用。

2有机朗肯循环模型2.1 ORC-HP循环系统原理由图1可知两循环共用一个蒸发器。

内燃机排出的高温尾气将进入蒸发器有机工质1加热至过饱和状态。

该过饱和蒸汽可分为两部分，一部分进入有机朗肯循环，另一部分进入热泵循环。

对有机朗肯循环来讲，过饱和蒸汽在膨胀机做功后，乏气进入冷凝器，在ORC冷凝器中冷凝至饱和液体状态4，后进入工质泵中。

对热泵循环来讲，过饱和蒸汽进入压缩机中继续压缩，使其温度和压力进一步提高到达状态9，在热泵循环的冷凝器冷凝到饱和液体状态，后进入膨胀阀。

该系统温熵图如图2所示。

图1有机朗肯循环简图图2 ORC-HP温熵图2.2 ORC-HP热力学模型根据图2可以计算ORC-HP系统的性能参数。

分析有机朗肯循环低温余热发电系统综述

分析有机朗肯循环低温余热发电系统综述摘要：余热发电是我国节能发展中的重点节能工程之一，目前在我国工业领域中存在着大量的低温余热资源，但因缺乏一定的利用从而导致能源被分散。

而有机朗肯循环在面对低温余热发电系统时，可有效达到能源再利用、节能减排、美化环境的效果。

在低温余热发电领域中，目前可利用有机朗肯循环模式进行余热发电系统的运行。

其中有机朗肯循环包括膨胀机、冷凝器、低压储液器、工质泵、预热器、蒸发器，以及润滑系统等部分组成。

有机朗肯循环原理为：以低沸点有机物作为工作介质，经预热器、蒸发器加热，吸收了热源的能量，由液体变为高温气体。

进入膨胀机，在转子基元容积内，气体膨胀对外做功，驱动发电机旋转发电。

工质变为低压、低温的气体，再经冷凝器冷凝为液体，通过储液器进入工质泵，经过工质泵加压后，重新回到预热器和蒸发器吸热，如此往复循环。

因为是热力系统的原因，所以膨胀机的轴功率输出、冷凝器负荷、预热器蒸发器负荷会因冷热源条件的变化而变化。

关键词：有机朗肯；循环；低温余热；发电；系统引言：目前随着节能减排工作的不断深入，低温余热资源的利用成为目前节能工作的首选。

根据调查显示，我国低温余热资源非常丰富，特别是在化工、工业领域中存在大量的低温余热，可回收率达到80%以上。

因此，利用有机朗肯循环发电系统对低温余热进行回收，进而充分回收用能设备与化学反应设备中产生的未被回收的低温余热。

有机朗肯循环系统是利用低沸点工质为循环介质，其主要是利用余热、换热器、冷凝器等进行的。

在有机工质进换热器时可吸收热量，进而形成一定的压力与温度的饱和液体状态，在蒸发器再次吸收热量变成饱和气态工质推动膨胀机运行，做工后的有机乏气（工质）返回储液器循环利用，可实现回收低温余热的效果。

由此可见，有机朗肯循环低温余热发电系统在我国有着较强的应用价值。

本文主要分析有机朗肯循环低温余热发电系统的特点，并提出目前利用现状，以供参考。

1.有机朗肯循环低温余热发电系统阐述1.1有机朗肯循环低温余热发电系统的原理有机工质朗肯循环低温余热的发电原理是采用有机工质作为热力循环的工质进行的，通过有机工质对低温余热进行吸收从而产生高压蒸汽，在高压蒸汽下可推动膨胀机带动发电机进行发电[1]。

基于有机朗肯循环的废气发电技术的研究

基于朗肯循环废气余热回收技术的研究
基本概念介绍
1.有机朗肯循环(organic rankine cycle缩写 ORC)：利用工质泵将有机工质加压后输送到蒸发器，有机工质在蒸发器中受热形成高温高压的蒸汽。蒸汽进入膨胀机等机械装置后做功输出机械能，然后蒸汽进入油分离器，分离润滑油，最后有机工质进入冷凝器冷凝降温，完成一个循环。系统主要组件一般主要包括工质泵、蒸发器、膨胀机，冷凝器等四个部分。
第三章废气能量回收潜力分析与朗肯循环工质选择

ห้องสมุดไป่ตู้

2.采用混合工质优点为了使工质温度变化趋势更贴近余热源，减少换热不可逆损失，有机朗肯循环还可以采用混合工，利用混合工质的非共沸特性：其相变时存在明显的温度滑移，如图 6（b）中所示，蒸发曲线 3-4为向右上倾斜的斜线，而不是单一纯工质状态下的斜率为 0 的水平线（图 6（a）），因此工质的等温蒸发吸热过程与热源的配合紧密，换热平均温差小，而使其换热不可逆损失降低。
8.工作运行参数对朗肯循环效率的影响

（1）蒸发器出口温度对热效率的影响

由图 2.5 可知，在蒸发与冷凝压力一定时，提高工质的蒸发器出口温度可使系统热效率增大。这是由于当蒸发温度由1提高到1‘点时，平均吸热温度随之提高，使得循环温差增大，从而提高循环热效率。另外，循环工质在膨胀终点的干度随着蒸发温度的提高而增大，而干度的增大有利于提高膨胀机械的性能，并延长其使用寿命。但蒸发温度的提高是有限的：一方面受到设备材料的耐热性能的限制。另一方面，提高蒸发温度可能使工质在膨胀终点处于过热状态，此时膨胀后的工质蒸汽仍具有较高的能量未被充分利用，反而会增加冷凝器的热负荷。

有机朗肯循环系统研究综述

有机朗肯循环系统研究综述引言：随着全球对环境保护和可持续发展的关注不断增加，研究人员们对能源利用效率的提高提出了更高的要求。

有机朗肯循环系统作为一种新型的能量转换技术，在近年来受到了广泛的关注和研究。

本文将对有机朗肯循环系统的研究现状进行综述，探讨其在能源领域的潜力和应用前景。

一、有机朗肯循环系统的基本原理有机朗肯循环系统是一种利用有机工质代替传统的水蒸汽工质的能量转换系统。

其基本原理是通过有机工质在高温和低温之间的相变过程来实现能量的转换。

相比于水蒸汽工质，有机工质具有更低的沸点和更高的蒸发潜热，因此在相同的工作温差下，有机朗肯循环系统具有更高的效率和更广泛的适用性。

二、有机朗肯循环系统的研究进展近年来，有机朗肯循环系统的研究进展迅速。

研究人员们通过对不同有机工质的选择和优化，实现了对系统效率的提升。

同时，他们还对循环参数进行了优化，如循环压力、温差、工质流量等，以最大限度地提高能量转换效率。

此外，还有研究者利用多级蒸发器和冷凝器的组合，实现了对系统效率的进一步提升。

三、有机朗肯循环系统的应用领域有机朗肯循环系统在能源领域具有广泛的应用前景。

一方面，它可以应用于热能利用，将废热转化为有用的电能或机械能，提高能源利用效率。

另一方面，它还可以应用于太阳能和地热能的开发利用，实现对可再生能源的高效转换。

此外，有机朗肯循环系统还可以应用于化工、制冷空调等领域，提高工业过程的能源利用效率。

四、有机朗肯循环系统的挑战与展望虽然有机朗肯循环系统在能源领域具有广泛的应用前景，但仍然存在一些挑战需要克服。

首先，有机工质的选择和优化仍然是一个关键问题，需要更深入的研究和实验验证。

其次，系统的稳定性和可靠性也是一个重要的考虑因素，需要通过合理的控制策略和设备设计来解决。

此外，还需要进一步优化系统的经济性和环境友好性，以提高其在实际应用中的竞争力。

结论：有机朗肯循环系统作为一种新型的能量转换技术，具有广阔的应用前景。

有机朗肯循环低温余热发电系统综述

有机朗肯循环低温余热发电系统综述
有机兰肯循环是一种利用低温热能发电的技术。

它的主要特点是在低温区域中利用液
态有机物的汽化热，产生高压蒸汽驱动涡轮机发电。

与传统的蒸汽兰肯循环相比，有机兰肯循环的优点在于能够利用温度更低的热源进行
发电，如工业余热、地热、太阳能热等，因此具有广泛的应用前景。

有机兰肯循环的基本工作原理是将液态有机物在低温区通过加热蒸发成气态有机物，
将其压缩成高压气体，然后通过涡轮机将其扩张，产生功率。

与传统的蒸汽兰肯循环不同，有机兰肯循环利用的是液态有机物的汽化热，因此其工作温度范围更低，可以利用低温热
源进行发电。

在有机兰肯循环系统中，液态有机物是循环流体，通过蒸发、压缩和冷凝等过程，完
成能量的转换。

有机兰肯循环系统主要包括蒸发器、压缩机、冷凝器和发电机等组件。

其中，蒸发器是将低温热源传递给液态有机物的关键部件，压缩机则将蒸发出来的气态有机
物压缩成高温高压气体，进而将它们输送至涡轮机中进行劳动。

有机兰肯循环的适用范围非常广泛，可以应用于各种低温热源的能量利用，如污水处
理厂、钢铁冶炼厂、医院、矿山、地热发电等。

其中，工业余热是最大的低温热源之一，
利用有机兰肯循环发电可以实现工业节能减排，促进经济可持续发展。

总之，有机兰肯循环是一种利用低温热能的高效、环保的发电技术。

随着科技的不断
发展和应用的不断拓展，有机兰肯循环将在能源领域发挥越来越重要的作用。

发动机两级有机朗肯循环尾气余热回收系统的研究

环联合动力系统进行了研究，认为效率和炯效率提高１Ｏ左右。国内对发动机尾气余热利用也进行了相关研
究，西安交通大学的何茂刚等针对汽车发动机排气余热、冷却水余热和润滑油余热的特点，提出了
质转变为饱和蒸气态。饱和蒸气在第１级单螺杆膨
基金项目：国家 “ 八六三” 计划项目（２００９ＡＡ０５Ｚ２０６）；国家 “ 九七三” 计划项目（２０１１ＣＢ７０７２０２）作者简介：杨富斌（１９８８一），男，硕士，主要研究方向为内燃机尾气余热利用技术；ｙａｎｇｆｕｂｉｎｎｕｃ＠１６３．ｃｏｎ。ｒ
１有机朗肯循环系统
１．１基本有机朗肯循环系统
在蒸发器中和发动机尾气进行热量交换后的有机工
基本有机朗肯循环系统主要由蒸发器、单螺杆
收稿日期：２０１２ — １卜３０；修回日期：２０１３ — ０３ — ０４
第５期（总第２０８期）
２０１３年１Ｏ月
车
用
发
动
机
Ｎｏ．５（ＳｅｒｉａｌＮｏ．２０８）
ＶＥＨＩＣＬＥＥＮＧＩＮＥ
０ｃｔ．２０１３
发动机两级有机朗肯循环尾气余热回收系统的研究

有机朗肯循环低温余热发电系统综述

有机朗肯循环低温余热发电系统综述有机朗肯循环低温余热发电系统是一种利用废热能源进行发电的环保技术。

近年来，随着环保意识的增强和可再生能源的发展，有机朗肯循环低温余热发电系统受到了越来越多的关注。

本文将对该技术的原理、应用及发展进行综述，以期为读者提供一个全面的了解。

我们来了解一下有机朗肯循环低温余热发电系统的原理。

朗肯循环是一种热力循环系统，利用废热源（例如工业废气、废水等）进行发电。

其基本原理是利用工质的相变特性来实现热能到机械能的转换，从而产生电能。

有机朗肯循环系统是指采用有机工质作为工作流体的朗肯循环系统，通过蒸汽与液体相互转化来实现能量转换。

这种系统可以在低温条件下工作，通常在100摄氏度以下，适合于废热能源的利用，因此受到了广泛应用。

有机朗肯循环低温余热发电系统的应用领域非常广泛。

它被广泛应用于工业生产中的废热利用。

许多工业生产过程中产生大量的废热，而有机朗肯循环低温余热发电系统可以充分利用这些废热资源，实现能源的再生利用。

该技术也可以用于地热能利用。

地热能是一种清洁的可再生能源，利用有机朗肯循环低温余热发电系统可以更加高效地利用地热资源，为地热能发电提供了一种新的途径。

有机朗肯循环低温余热发电系统也可以应用于生活热水的供应、空调系统的能量回收等领域，为社会能源供应和环保做出重要贡献。

有机朗肯循环低温余热发电系统的发展也备受关注。

随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，有机朗肯循环低温余热发电系统的性能和效率得到了大幅提升。

目前，研究人员致力于开发更加高效的有机工质，以提高系统的发电效率和稳定性。

也在改进系统的工艺流程和设备设计，以满足不同应用场景的需求。

有机朗肯循环低温余热发电系统在智能化和自动化方面也有了很大的进展，使其在实际应用中更加方便和可靠。

有机朗肯循环低温余热发电系统是一种环保、高效的能源利用技术，具有广阔的应用前景和发展空间。

随着对可再生能源的需求不断增加，相信这项技术将会在未来得到更加广泛的应用和推广。

有机朗肯循环低温余热发电系统综述

有机朗肯循环低温余热发电系统综述有机朗肯循环是一种利用低温余热发电的系统，它可以将废热转化为可再生能源，具有较高的能量转换效率和环境友好性。

本文将对有机朗肯循环低温余热发电系统进行综述。

有机朗肯循环是一种基于Rankine循环的发电系统，其原理是利用工作流体的汽化-冷凝过程来驱动涡轮发电机。

相比于传统的水蒸汽循环，有机朗肯循环适用于较低温度范围的余热利用，从而扩大了余热发电的适用范围。

有机朗肯循环系统主要由余热回收器、膨胀机、冷凝器和泵等组成。

有机朗肯循环利用的工作流体是有机物质，如烷烃、醇类和氟化合物等。

在低温下，这些有机物质具有较低的沸点，使得其在回收过程中能够充分蒸发。

然后，工作流体蒸汽通过膨胀机驱动涡轮发电机，产生电力。

之后，膨胀后的工作流体进入冷凝器进行冷凝，然后再次被泵送到回收器进行再次蒸发，形成闭合的循环过程。

有机朗肯循环低温余热发电系统具有许多优点。

它可以高效利用低温余热能源，提高能源利用效率。

有机朗肯循环系统可以适应较宽的温度范围，因此适用于各种工业应用中的余热发电。

由于有机朗肯循环系统使用环保的有机物质作为工作流体，其对环境的影响较小，解决了传统余热发电系统中的环境问题。

有机朗肯循环低温余热发电系统也存在一些挑战。

工作流体的选择对系统性能有很大影响，需要综合考虑其物理性质、可再生性和环境影响等因素。

系统的热损失和泵功耗等能量损失也需要进行有效控制，以提高系统的能量转换效率。

有机朗肯循环系统的建设和运维成本相对较高，需要进一步降低经济成本才能推广应用。

有机朗肯循环低温余热发电系统是一种高效利用低温余热能源的系统，具有广阔的应用前景。

目前，有机朗肯循环系统已经在一些工业领域得到了应用，并取得了一定的经济和环境效益。

还需要进一步研究和开发，以提高系统的性能和降低成本，推动其在更广泛范围内的应用。

基于有机朗肯循环的发动机余热回收技术

基于有机朗肯循环的发动机余热回收技术郭丽华;覃峰;陈江平;刘杰【摘要】Eight kinds of cycle media in organic Rankine cycle (ORC) were compared during the thermodynamic process. Considering the systemic, reliable and environmental factors, R245fa was the optimum selection for ORC. For the application of Cummins heavy duty vehicle engine, the power generation system with the waste heat recovery was designed. Recovering the heat from charge air, tail pipe gas and exhaust gas, the power generation was realized. The efficiency of waste heat recovery in the system was 10. 4%.%通过比较8种循环工质在有机朗肯循环(ORC)系统中的热力过程,从系统性能、可靠性、环保等角度综合考虑,验证了R245fa用于ORC循环工质的优势.以康明斯某重型车用发动机为应用目标,设计了一套余热回收发电系统,通过回收增压空气、尾管废气、发动机废气的热量,用于发电.经过计算,该系统的余热回收效率为10.4％.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】5页(P30-34)【关键词】有机朗肯循环;余热回收;循环工质;换热器;膨胀机【作者】郭丽华;覃峰;陈江平;刘杰【作者单位】浙江银轮机械股份有限公司,浙江天台 317200;浙江银轮机械股份有限公司,浙江天台 317200;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TK427据统计［1］，化石燃料在内燃机中燃烧产生的能量仅有大约1／3转化为有用功，剩余部分都通过废气、冷却水等介质直接排向大气，在造成能源浪费的同时，也污染了环境。

有机朗肯循环余热发电系统性能研究及优化

有机朗肯循环余热发电系统性能研究及优化作者：杨阳来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第26期【摘要】有机朗肯循环（ORC）是目前比较公认的一项能高效回收中低温余热的重要技术，国内外学者对此进行了大量的研究。

本文笔者结合前人的研究成果及自身经验分析有机朗肯循环余热发电系统性能及优化参考的内容，仅供参考。

【关键词】有机朗肯循环；余热发电系统；性能；优化1有机朗肯循环余热发电系统有机朗肯循环发电系统正常工作时，余热介质首先通过蒸发器将有机工质加热成高温高压的饱和蒸汽或过热蒸汽，然后高压的蒸汽进入膨胀机膨胀并且驱动膨胀机做功带动发电机发电，膨胀后的蒸汽进入冷凝器冷却降温至液态，最后工质泵将液态有机工质送回蒸发器进行再次加热。

ORC系统组成：（1）蒸发器。

蒸发器在循环系统中的作用是能量传递，是整个有机朗肯循环系统热量传递的最关键设备，它的传热效率直接影响到整个系统的发电效率。

因此在有机朗肯循环运行过程中，蒸发器造成的不可逆性损失是所有部件中占比最大的部件。

（2）膨胀机。

膨胀机的作用是压缩经过蒸发器蒸发的高温高压气体，使热能转变为机械能从而膨胀带动发电机做功。

因此，膨胀机同样是ORC系统中关键部件之一，最为直接的影响着整个系统的效率。

膨胀机分为速度型和容积型两种。

（3）冷凝器。

与蒸发器的工作原理刚好相反，主要是將从膨胀机排出的气体冷凝为过冷液体，内部结构包括过热区、两相区和过冷区。

冷凝器和蒸发器同样是有机朗肯循环系统中的关键换热部件。

（4）工质泵。

工质泵的作用是使有机工质在细长的管道内流动的同时达到一个设置的流速从而来提高自身的压力。

工质泵很容易被气体或是液体腐蚀从而导致了系统效率降低。

2ORC系统性能分析及参数优化2.1热力性能分析由于受到蒸发器窄点温差的约束，各工质对应系统的蒸发温度随着排烟温度的升高而增大。

在相同排烟温度条件下，采用R600a、R236ea的系统蒸发温度高于其他工质，R245fa、R600对应系统的蒸发温度相对较高，R123与湿工质R161、R152a对应系统的蒸发温度相对较低且较为接近。

有机朗肯循环低温余热发电系统综述

有机朗肯循环低温余热发电系统综述【摘要】有机朗肯循环是一种利用低温余热发电的系统，本文就有机朗肯循环低温余热发电系统进行了综述。

首先介绍了系统的工作原理及基本原理，包括通过有机工质在低温下蒸发、膨胀驱动发电机发电的过程。

然后探讨了该系统在不同领域的应用及优势，如工业生产和暖通空调系统等。

接着分析了系统的组成及关键技术，如有机工质的选择和循环器件设计等。

对系统性能进行了深入分析，并列举了一些实验研究的案例。

最后展望了有机朗肯循环低温余热发电系统的发展趋势和前景，指出该技术在未来具有广阔的应用前景。

本文全面介绍了有机朗肯循环低温余热发电系统的相关内容，为读者对该技术有了更深入的了解。

【关键词】有机朗肯循环、低温余热发电系统、工作原理、应用领域、优势、系统组成、关键技术、性能分析、实验研究、发展趋势、前景展望、综述。

1. 引言1.1 有机朗肯循环低温余热发电系统综述有机朗肯循环低温余热发电系统是一种利用低温余热能源进行能量转化的热电联合发电技术。

其基本原理是通过有机工质在低温下蒸发和冷凝来驱动发电机发电。

有机朗肯循环低温余热发电系统具有能源高效、环保、可持续等特点，在工业生产、生活热水供应和能源回收利用等领域有着广泛的应用前景。

在应用领域和优势方面，有机朗肯循环低温余热发电系统可以广泛应用于钢铁、化工、制药、纺织等行业的工业余热回收利用，同时也可以用于地热能利用和生活热水供应等领域。

其主要优势在于能够有效降低碳排放、节能减排、并具有较长的使用寿命。

有机朗肯循环低温余热发电系统是一种具有巨大潜力和发展空间的热电联合发电技术，其在能源利用效率、环境保护和可持续发展等方面具有重要意义。

随着技术的不断进步和市场需求的增加，有机朗肯循环低温余热发电系统将在未来得到更广泛的应用和推广。

2. 正文2.1 工作原理及基本原理有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle, ORC）是低温余热利用的一种重要方式，其工作原理和基本原理如下：有机朗肯循环是一种热力循环系统，其基本原理是通过利用低温热源（一般为低于200摄氏度的余热）来加热有机工质，使其蒸发产生高温高压蒸汽，然后通过蒸汽驱动涡轮发电机工作，最终将热能转化为电能。

非共沸混合工质有机朗肯循环余热回收系统的热力性能

第18卷第8期中国水运 Vol.18 No.8 2018年 8月 China Water Transport August 2018收稿日期：2018-06-09作者简介：黄靖伦（1993-），男，广东惠州人，昆明理工大学冶金与能源工程学院能动系，硕士研究生，研究方向为中低温余热高效利用。

通讯作者：王辉涛（1967-），男，昆明理工大学冶金与能源工程学院能动系，教授，研究方向为中低温余热高效利用。

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51366005）；国家自然科学基金资助项目（51066002）。

非共沸混合工质有机朗肯循环余热回收系统的热力性能黄靖伦，王辉涛，喻智锋，余伟（昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明 650093）摘要：基于热力学第一定律与第二定律分析法，构建非共沸混合工质有机朗肯循环中低温余热发电系统热力性能的计算模型，研究非混合工质R245fa/R123在各中配比浓度下（质量分数），蒸发温度对系统热效率、㶲效率等性能的影响。

结果表明，非混合工质R245fa/R123在各中配比浓度下，系统的㶲效率均高于使用纯工质R245fa 或R123时的㶲效率，但非共沸混合工质有机朗肯循环系统的热效率却均低于使用纯工质R245fa 或R123时的热效率。

使用非混合工质R245fa/R123作为循环工质，可提高系统的㶲效率，但热效率会降低。

关键词：非共沸；混合工质；有机朗肯循环；热效率；㶲效率中图分类号：TM617 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）08-0229-02引言我国余热资源丰富，冶金、化工、建材、玻璃等行业存在大量的中低温余热。

开展余热利用是降低化石燃料消耗量和污染物排放量的重要方向。

在钢铁冶炼过程中烧结矿是高炉炼铁的主要原料，烧结能耗占到炼铁工序的10%。

烧结矿在生产及输送过程中，为保证烧结矿的质量及设备运行安全，需通过烧结机系统配备的鼓风冷却机从烧结矿料层底部鼓入冷风，对烧结矿进行强制冷却，而产生的大量具有较高显热的烟气（300-400℃），在烧结总能耗中冷却机废气带走显热约占20％～28％。

102℃常压余热蒸汽有机朗肯循环模拟及经济性分析

102℃常压余热蒸汽有机朗肯循环模拟及经济性分析余热利用是一种节能减排的重要途径，余热蒸汽有机朗肯循环是一种常用的余热利用技术。

在常压条件下，余热蒸汽可以被用于驱动有机兰肯循环发电，从而实现余热的高效利用。

本文将对102℃常压余热蒸汽有机朗肯循环进行模拟及经济性分析。

首先，我们需要了解余热蒸汽有机朗肯循环的基本原理。

有机朗肯循环是一种热力循环系统，其工质是有机物质，通过蒸汽的冷凝和蒸发过程，实现热量转换为机械能。

在此基础上，余热蒸汽有机朗肯循环是在余热蒸汽的基础上进行优化设计的循环系统，通过在余热蒸汽中加入有机工质，实现对余热的高效利用。

接下来，我们进行模拟分析。

首先，我们需要确定余热蒸汽的参数，包括温度、流量等。

在这里，我们以102℃温度的常压余热蒸汽为例进行模拟。

其次，我们需要选择适合的有机工质，常见的有机工质包括丙烷、丁烷等。

然后，我们建立余热蒸汽有机朗肯循环的数学模型，并利用热力学原理进行计算分析，包括热效率、功率输出等指标。

在进行经济性分析时，我们需要考虑投资成本、运营成本和收益等因素。

首先，投资成本包括设备购置费用、安装费用等。

其次，运营成本包括维护费用、能源消耗费用等。

最后，收益方面一般以发电收益为主要考量指标。

综合考虑以上因素，我们可以对102℃常压余热蒸汽有机朗肯循环进行经济性评估。

根据计算结果，可以得出该系统的投资回收期、内部收益率等指标。

通过对比不同方案的经济性分析结果，可以找出最经济、最合理的方案。

总的来说，余热蒸汽有机朗肯循环是一种有效的余热利用技术，通过模拟和经济性分析可以得出该技术的可行性和经济性。

在实际工程中，可以结合具体情况进行设计和优化，以实现对余热的高效利用，减少能源消耗，降低环境污染，最终实现可持续发展目标。

发动机两级有机朗肯循环尾气余热回收系统的研究

发动机两级有机朗肯循环尾气余热回收系统的研究杨富斌;董小瑞;王震;杨凯;张健;张红光【摘要】针对汽车发动机排出尾气余热的特点，设计了两级有机朗肯循环（ORC ）尾气余热回收系统，采用单螺杆膨胀机输出动力。

以R245fa作为循环工质，在不同的蒸发温度和膨胀比条件下，对两级有机朗肯循环系统和基本有机朗肯循环系统的热力性能进行了分析和比较。

研究结果表明，两级有机朗肯循环系统具有更高的热效率和效率，且损率更低，对于发动机尾气余热的回收效果更好。

%According to the characteristics of waste heat from engine exhaust gas ,the waste heat recovery system based on two-stage organic Rankine cycle (ORC) was designed and its power was delivered by single screw expanders .Under different evaporation temperatures and expansionratios ,the thermodynamics performance of two-stage ORC system and basic ORC sys-tem operated with R245fa medium were analyzed and compared .The results show that the two-stage ORC system has higher thermal efficiency ,higher exergy efficiency ,lower exergy loss rate and hence a better performance of waste heat recovery .【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】6页(P27-32)【关键词】发动机;余热回收;单螺杆膨胀机;有机朗肯循环【作者】杨富斌;董小瑞;王震;杨凯;张健;张红光【作者单位】中北大学机电工程学院，山西太原030051;中北大学机电工程学院，山西太原 030051;中北大学机电工程学院，山西太原 030051;北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124【正文语种】中文【中图分类】TK427随着汽车工业的高速发展，汽车的保有量越来越大，汽车所消耗的能源也不断增加。

基于有机朗肯循环的内燃机余热回收系统准动态模拟

基于有机朗肯循环的内燃机余热回收系统准动态模拟田国弘;张勇;胡经庆;裴永胜【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)007【摘要】作为一种有效的提高内燃机整体热功转化效率的技术手段,基于有机朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)的内燃机余热回收技术受到越来越多的关注.通常来讲,组织合理的ORC的最关键的技术在于选择合理的循环工质和合适的膨胀机.对于车用内燃机余热回收,同时需要考虑内燃机的运行工况以及由此带来的烟气流量和温度的变化,以对余热回收系统进行有效的控制,达到最佳的工作效率.采用数值模拟的方法对内燃机排气进行余热回收,在不同软件环境下建立一维详细内燃机子模型和有机朗肯理想循环子模型,并将其进行耦合,达到根据内燃机工况变化进行准动态模拟的要求.通过对水,R123a和R245fa三种不同循环工质的考察发现,利用水作为循环工质具有最高的热效率,然而由于水是湿工质,大多情况下不能产生过热蒸汽,因而不适于作为余热回收的工质.对于两种有机制冷剂,R245fa比R123a具有更高的循环效率.通过对WHSC循环准动态模拟显示,需要对ORC的工质流量根据内燃机工况进行控制.通过目前较简单的控制,循环总效率可提高8.1％.【总页数】6页(P181-185,190)【作者】田国弘;张勇;胡经庆;裴永胜【作者单位】纽卡斯尔大学约瑟夫·斯万爵士能源研究中心,纽卡斯尔NE1 7RU;重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054;重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054;重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054;重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054【正文语种】中文【中图分类】TK421【相关文献】1.基于有机朗肯循环的船舶低温余热回收系统性能研究 [J], 王斌;宋晓威2.基于双有机朗肯循环的 CNG 发动机余热回收系统参数优化及工质选择 [J], 崔雁清;尤琦;汤传琦;杨富斌;张红光3.基于有机朗肯循环的车用柴油机排气余热回收系统性能分析 [J], 杨富斌;董小瑞;王震;杨凯;张健;张红光4.基于双有机朗肯循环的柴油机余热回收系统性能分析 [J], 张红光;王宏进;杨凯;杨富斌;宋松松;常莹;贝晨5.基于有机朗肯循环的APU余热回收系统性能分析 [J], 刘杨;李运泽;张亚男;王胜男因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。