有机朗肯循环在余热回收领域的应用探索

合集下载

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：

钢渣热闷余热回收有机朗肯循环发电技术分析

ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRYMar.20219钢渣热闷余热回收有机朗肯循环发电技术分析张国伟2,3张延平"J吴桐1，2,3潘颖1,2,3（1.钢铁工业环境保护国家重点实验室，2.中冶节能环保有限责任公司，3.中冶建筑研究总院有限公司）摘要为实现钢渣余热资源的回收利用，开发了钢渣有压热闷工艺，并将0.2MPa饱和热闷蒸汽的热量通过汽水换热器传递给热水，热水送入有机朗肯循环系统蒸发器。

单罐热闷钢渣量45t,以R123为有机工质，实验中发电功率达到45kW,循环热效率为3.5%O关键词钢渣余热有压热闷有机朗肯循环发电文献标识码：A文章编号：1001-1617（2021）02-0009-04Technology analysis for steel slag waste heat recoveryand organic rankine cycle power generationZhang Guowei1,2*3Zhang Yanping1,2,3Wu Tong1,2,3Pan Ying1,2,3(1.State Key Laboratory of Iron and Steel Industry Environmental Protection,2.Enegy Conservation and Environment Protection Co.,Ltd.,MCC Group,3.Central Research Institute of Building and Construction Co.,Ltd.,MCC Group)Abstract Steel slag pressured hot stuffy technology is invented for steel slag waste heat recovery andutilization.Saturated steam(0.2MPa)from the pressured hot stuffy technology exchange heat with recycled water,and high temperature water is pumped into evaporator of organic rankine cycle.For451steel slag,R123is chosen to be organic working fluid,and output power is45kW and cycle thermalefficiency is3.5%.Keywords steel slag waste heat pressured hot stuffy organic rankine cycle power generation近几年，我国钢铁产能持续增加，据统计2019年我国全年粗钢产量达到9.96亿t o高产能必然带来环境污染、高耗能等问题，在进一步疏解产能的同时，还要从炼钢工艺自身挖据潜能，通过新技术、新工艺实现节能减排。

有机朗肯循环低温余热利用技术研究综述

有机朗肯循环低温余热利用技术研究综述有机朗肯循环是一种利用低温余热发电的技术，其原理是利用有机工质在低温下蒸发产生蒸汽，然后通过涡轮机驱动发电机发电。

该技术具有高效、环保、可持续等优点，因此受到了广泛关注和研究。

有机朗肯循环技术的研究历史可以追溯到20世纪50年代，但直到近年来，随着环保意识的提高和能源需求的增加，该技术才得到了更广泛的应用和研究。

目前，有机朗肯循环技术已经在一些工业领域得到了应用，如钢铁、化工、纸浆等行业，取得了良好的经济效益和环境效益。

有机朗肯循环技术的研究主要涉及以下几个方面：1. 工质的选择。

有机朗肯循环技术的核心是有机工质的选择，不同的有机工质在不同的温度下有不同的蒸发性能和热力学性质，因此需要根据具体的应用场景选择合适的有机工质。

目前常用的有机工质包括R134a、R245fa、R123等。

2. 循环系统的设计。

有机朗肯循环技术的循环系统包括蒸发器、涡轮机、冷凝器等组成部分，需要根据具体的应用场景和工质的性质进行合理的设计。

循环系统的设计涉及到热力学、流体力学等多个方面的知识。

3. 系统的优化。

有机朗肯循环技术的系统优化是提高其经济效益和环境效益的关键。

系统的优化包括工质的优化、循环系统的优化、控制策略的优化等多个方面，需要综合考虑经济、环保、可持续等因素。

4. 应用领域的拓展。

有机朗肯循环技术的应用领域正在不断拓展，除了传统的工业领域，还可以应用于农业、建筑、交通等领域。

例如，在农业领域，可以利用有机朗肯循环技术提高温室的能源利用效率；在建筑领域，可以利用有机朗肯循环技术提供建筑物的制冷和供暖等服务。

总之，有机朗肯循环技术是一种具有广泛应用前景的低温余热利用技术，其研究涉及到多个方面的知识和技术，需要综合考虑经济、环保、可持续等因素。

随着技术的不断发展和应用领域的不断拓展，有机朗肯循环技术将会在未来得到更广泛的应用和推广。

低温余热回收有机朗肯循环系统优化研究

数学规划法，考虑了有机朗肯循环严格的热力学模型，在Duran-Grossmann热集成模型的基础上，确定出最佳的有机朗肯循环设置及其操作条件。

有机朗肯循环操作条件确定后，通过扩展的转运模型（Expanded Transshipment Model）可以得到物流之间的匹配信息，基于此模型的结果，可以得到最终的换热网络。

在炼厂中，处于安全性和可操作性的角度，有机工质直接与过程物流换热回收余热可能存在一定的安全隐患，而且操作更加复杂。

因此本文提出了用热水作为中间介质统一回收余热，然后以热水作为有机朗肯循环热源的方案。

如何确定最优的热水流量和余热回收网络的设计十分关键。

对于一个具体换热网络，本文提出了余热复合曲线（waste heat composite curve - WHCC）的概念，换热网络和余热复合曲线（WHCC）是一一对应的。

总复合曲线（grand composite curve-GCC）与换热网络匹配无关。

通过总复合曲线（GCC）和余热复合曲线（WHCC）的相对关系，可以诊断出换热网络的问题，从而采取相应的措施改进当前的换热网络。

本文提出了考虑余热回收利用的换热网络的改进方法，该方法能够减少公用工程用量或者提升余热品质，进而提高系统的能量效率。

在通过改造后的换热网络的WHCC来确定最佳的热水流量，热水流量确定后可以合成余热回收网络。

对于以热水为中间介质的有机朗肯循环余热回收系统，利用夹点法可以将有机朗肯循环集成到已经存在的换热网络中。

但是该方法只能从能量有效利用的角度集成有机朗肯循环，不能考虑设备成本对系统的影响。

有机朗肯循环系统的设备成本与其操作条件密切相关，因此本文提出了同时考虑背景系统热集成和有机朗肯循环热经济优化的数学模型，该数学模型可以确定最佳的热水流量和有机朗肯循环的操作条件。

本文中还考虑了夹点温差对整个系统设计的影响。

本文提出的数学模型能够确定最佳的热回收温差，热水流量，和有机朗肯循环操作条件等。

有机朗肯循环在内燃机的余热利用

有机朗肯循环在内燃机的余热利用
有机朗肯循环（ORC）是一种余热回收技术，可以将内燃机排放的余热转化为电能，提高能源利用效率。

在内燃机领域，ORC技术主要应用在回收高温烟气和水蒸气的热能方面。

由于常规汽轮机发电技术对热源品质有较高的要求，而ORC技术可以避免这种情况，因此其适用范围更广。

针对内燃机的高温排气，选择合适的工质是关键。

碳氢和硅氧烷工质的循环性能较好，但它们的可燃性限制了实际应用。

为了解决这个问题，可以将高温可燃工质与阻燃剂混合，形成混合物以抑制可燃性，并充分发挥混合物的循环特性。

此外，这种混合物在相变时可以减小传热温差，降低不可逆损失，从而提高循环性能。

利用余热锅炉回收高温烟气的热量，可以产生高温热水或者饱和水蒸气。

在热量无法完全消耗的情况下，利用ORC技术对高温热水或水蒸气实现回收利用，发出的电能可以直接并入企业用户电网。

这样既在回收余热的同时降低了企业生产成本。

以上内容仅供参考，建议查阅关于有机朗肯循环在内燃机余热利用的资料获取更全面和准确的信息。

有机朗肯循环低温余热利用技术研究综述

有机朗肯循环低温余热利用技术研究综述简介本文将对有机朗肯循环低温余热利用技术进行综述，主要包括以下方面的内容：有机朗肯循环的基本原理、低温余热的特点、有机朗肯循环在低温余热利用中的应用、技术研究进展和存在的问题。

有机朗肯循环的基本原理有机朗肯循环是一种利用有机工质代替水蒸汽作为工作介质的热力循环系统。

其基本原理是通过将低温热能输入到有机工质中，使其蒸发成为高温高压气体，然后将高温高压气体通过涡轮机进行膨胀，最后通过冷凝器将有机工质冷却成液体，完成一个循环过程。

低温余热的特点低温余热是指工业生产过程中产生的温度较低的余热能量。

与高温余热相比，低温余热的特点主要包括以下几个方面：1.温度较低：低温余热的温度通常在100℃以下，无法直接利用。

2.能量浓度低：低温余热的能量密度较低，需要大量的热量才能产生可观的功效。

3.难以回收利用：由于低温余热的特性，其回收利用存在较大的技术难度和经济成本。

有机朗肯循环在低温余热利用中的应用有机朗肯循环在低温余热利用中具有以下优势：1.适用范围广：有机朗肯循环可以利用较低温度的余热，使得废热的利用范围更广。

2.高效能转换：由于有机工质的性质，有机朗肯循环可以在较低温度下实现高效能转换。

3.环境友好：有机工质具有较低的温室气体排放和环境污染风险，利用有机朗肯循环可以减少对环境的影响。

有机朗肯循环在低温余热利用中的应用主要包括以下几个方面：废热发电有机朗肯循环可以利用工业生产过程中产生的低温余热发电，将废热转化为电能，提高能源利用效率。

低温制冷有机朗肯循环可以利用低温余热进行制冷，用于冷库、冷链物流等领域，提高制冷效果并减少能源消耗。

低温供热有机朗肯循环可以利用低温余热进行供热，用于暖气、热水等领域，提高供热效果并减少能源消耗。

其他应用领域有机朗肯循环还可以应用于其他领域，如化工、冶金、纺织等行业，实现低温余热的综合利用。

技术研究进展有机朗肯循环低温余热利用技术的研究一直在不断深入和发展。

有机朗肯循环低温余热利用技术研究综述

有机朗肯循环低温余热利用技术研究综述有机朗肯循环是一种用于低温余热利用的技术，可以将废热转化为有用的能量。

本文将对有机朗肯循环低温余热利用技术进行综述，介绍其原理、应用领域和研究进展。

一、原理有机朗肯循环是一种基于有机工质的热力循环系统，通过将废热传递给有机工质，使其蒸发产生蒸汽，然后通过蒸汽推动涡轮机发电。

其循环过程包括蒸发、膨胀、冷凝和压缩四个阶段。

在蒸发阶段，废热使得有机工质蒸发产生高温高压蒸汽；在膨胀阶段，蒸汽推动涡轮机转动，从而将热能转化为机械能；在冷凝阶段，蒸汽被冷却并凝结成液体；在压缩阶段，液体工质被压缩并送回蒸发器，循环再次开始。

二、应用领域有机朗肯循环低温余热利用技术在许多领域都有广泛的应用。

首先是工业领域，工厂和生产设备产生的废热可以通过有机朗肯循环系统转化为电能，提高能源利用效率。

其次是能源领域，包括火电厂、钢铁厂、石化厂等能源设施的余热利用，可以减少二氧化碳等温室气体的排放，降低环境污染。

此外，有机朗肯循环技术还可以应用于冷链物流、船舶、地热能等领域，实现低温余热的高效利用。

三、研究进展近年来，有机朗肯循环低温余热利用技术得到了广泛的研究和应用。

研究人员通过改进有机工质的性能，提高循环系统的热效率。

例如，采用新型的有机工质，如R245fa、R123等，具有较低的沸点和蒸发热，能够更好地适应低温余热的利用。

此外，通过优化循环系统的结构和工艺参数，如增加蒸发器的换热面积、改进涡轮机的设计等，也能够提高系统的热效率和发电性能。

有机朗肯循环低温余热利用技术的研究还面临一些挑战。

首先是工质的选择和性能优化，不同的应用领域需要选择适合的有机工质，并对其进行性能改进。

其次是循环系统的热力学分析和优化设计，需要考虑循环过程中的传热、传质和流体动力学等多个方面的因素。

此外，还需要解决循环系统的稳定性和可靠性问题，确保系统长时间运行稳定且安全可靠。

有机朗肯循环低温余热利用技术在能源和环境保护方面具有重要的意义。

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

低温余热回收有机朗肯循环技术

低温余热回收有机朗肯循环技术摘要：低温余热广泛存在于高耗能行业中，有机朗肯循环（ORC）利用低温余热发电技术具有众多优势，国内外的许多学者展开了各方面的研究工作，使该技术在工业余热、地热等领域商业化成功。

在采用有机朗肯循环（ORC）发电技术时要充分考虑项目的经济效益，而不能一味地考虑余热的回收效率。

关键词：低温余热有机朗肯循环余热回收经济性分析能源是人类社会生存发展的重要物质基础，攸关国计民生和国家战略竞争力。

“节能减排”是我国可持续发展的一项长远发展战略，也是我国的重要基本国策，随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级，我国能源需求刚性增长，资源环境问题仍是制约我国经济社会发展的瓶颈之一，节能减排依然形势严峻、任务艰巨[1]。

加大节能减排设备的研发，即减少能源浪费和环境污染，将创造巨大的经济效益和社会效益。

工业低温余热广泛存在于电力、钢铁、有色金属、建材、石油、化工、煤炭等高耗能行业中，据工信部统计，目前，在七大高耗能行业中余热总资源量约3.5亿吨标煤，其中200℃以下的低品位余热资源约占总余热资源的54%左右，如果将此余热资源加以转换，将可实现约1840万KW的装机规模。

有机朗肯循环（ORC）发电原理有机朗肯循环（ORC）发电系统和传统的朗肯循环发电系统原理相同，区别在于有机朗肯循环采用低沸点的有机工质作为循环工质，最大限度的回收余热资源。

有机朗肯循环（ORC）发电系统主要设备包括：换热器（蒸发器和冷凝器），低沸点工质透平压缩机，膨胀机和发电机等（如图1所示）。

图1 有机朗肯循环（ORC）发电系统图有机朗肯循环（ORC）发电系统主要包括以下4个过程。

：（1）低温低压液体有机工质通过工质泵升压后进入蒸发器中（1-2过程），有机工质泵做功：式中：m——有机工质质量流量（Kg/s）h1——工质泵入口有机工质焓值（KJ/Kg）h2——工质泵出口有机工质焓值（KJ/Kg）——工质泵出口等熵工质焓值（KJ/Kg）——工质泵效率（2）高压低温有机工质进入蒸发器后，被高温流体加热，变成高温高压蒸汽（2-3-4过程），有机工质吸热量为：式中：——蒸发器入口工质焓值（KJ/Kg）——蒸发器出口工质焓值（KJ/Kg）（3）高温高压蒸汽进入膨胀机做功，膨胀机进而拖动发电机发电（4-5过程），膨胀做功量为：式中：——膨胀机入口工质焓值（KJ/Kg）——膨胀机出口工质焓值（KJ/Kg）——膨胀机等熵膨胀效率（4）膨胀后的低压低温蒸汽进入冷凝器，和循环冷却水进行换热，冷却成低温低压液体有机工质，完成整个循环（5-6-1过程）。

基于有机朗肯循环的发动机余热回收技术

冻动机废热的品位较低，果采用常规余热回如收技术，效率低，济性差。朗肯循环（ｎｉｅＣ — 经Ｒａｋｎｙｃ）泛应用于蒸汽轮机发电领域，余热回收领ｌ广ｅ是
第２期（第１９期）总９２１０２年４月
车
用
发
动
机
Ｎｏ２（ｒａｏ９．ＳｅｉｌＮ．１９）
Ａｐ．０１２ｒ２
ＶＥＨＩＣＬＥＥＮＧＩＮＥ
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
一
源。（）与水蒸气不同，机物制冷剂在膨胀做功２有过程中始终保持干燥状态，而避免了液滴高速撞从
击、坏膨胀机叶轮的可能性。ＯＣ系统比水蒸气损Ｒ
段时间内尚无法动摇传统内燃机汽车的统治地
的中低温热源，已经成功应用于生物能［、热＿等６地］７领域。此外，Ｃ系统机动性好，全性高，ＯＲ安对维护
保养要求较低，广受业内青睐。上述优点使得故
车保有量已突破１ｏ亿辆，国汽车保有量已达到我
７８２万辆，给化石燃料的供给带来相当大的０］这
压力。虽然国内外汽车公司已经致力于发展新能源汽车，纯电动汽车、合动力汽车、料电池汽车如混燃等，由于技术、本等多方面的因素，未来很长但成在

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(ORC)系统的数值研究在船用轮机的潜在余热回收

本论文设计了一种新型有机朗肯循环系统，以回收低速船用柴油机的废热。

这种ORC系统可以回收两种废热——废气和缸套冷却水。

缸套水冷却器的废热量由柴油发动机公司提供。

并对用于ORC系统的废气的可用废热进行了估算。

在额定发动机状态下，废气的最大值为4153kw。

通过分析三种工作流体（R245fa，R113和R123），选择了R123作为最佳工作流体。

对于R123，ORC 的最大净功率为573.1千瓦，而在70％的发动机运行条件下，整个系统的最大效率为53.19％。

通过应用ORC系统，发动机效率提高约3％。

Array 1.介绍柴油机仍然是船舶和车辆推进系统的主要地位，由于功率范围，效率和运行可靠性的优势。

然而，船用柴油机的有效效率并不是很高。

只有少于45% 燃料燃烧产生的能量被转化为轴输出功率。

其他热量通过冷却器系统和废气被排放到环境中。

高燃料成本和能源危机引起了人们对于研究废热回收的兴趣。

而废热回收的另一个优点是可以减少二氧化碳的排放和其他有害废气的排放，未来的二氧化碳排放监管将会更加严格。

本论文的目的是对由内燃机尾气引擎提供动力的低速二冲程船用柴油机的有机朗肯循环（ORC）进行数值研究，以验证使用ORC来回收船用发动机废热的可能性。

并通过比较不同条件下的结果，找出ORC系统的最佳选择。

通过实现这一目标，需要完成四个目标：（1）建立一个数学模型，通过使用柴油机公司的数据来研究船用柴油机废热。

（2）建立一个模型来研究ORC系统的性能。

该ORC系统由两个热交换器，泵，冷凝器和膨胀器组成。

（3）通过控制变量获得ORC系统的不同性能参数。

（4）分析使用软件制作的性能图，找出最佳选择。

在本研究中，EES（工程方程求解器）将用于建立柴油机和ORC系统的数学模型，计算并生成图。

EES是用于解决方程式的软件。

EES的一个优点是该软件提供工作流体的属性数据库。

该程序广泛应用于热力学。

2.工作流体的选择通常，工作流体可分为干式工作液，湿式工作液和等熵工作液三种。

有机朗肯循环(ORC)中低温余热发电与工业余热利用

技术应用背景有机朗肯循环(ORC)余热发电技术研究概况关键设备与技术工业余热回收利用
建议和总结
有机工质朗肯循环中低温余热发电
关键设备之一
螺杆膨胀机简介
螺杆膨胀机的基本构造螺杆膨胀机是一种依据容积变化原理工作
的双轴回转式螺杆机械。它的结构与螺杆压缩机基本相同，主要由一对螺杆转子、缸体、轴承、同步齿轮、密封组件以及联轴节等零件组成，结构简单，其气缸呈两圆相交的“∞”字形，两根按一定传动比反向旋转相互啮合的螺旋形阴、阳转子平行地置于气缸中。
不同国家ORC发电机组的装机数量
国外的研究应用状况
国外ORC技术已成功商业化，涌现出许多ORC设计与制造厂，如美国 ORMAT公司、意大利Turboden、德国GMK公司等，普惠、GE、三菱等著名叶轮机械设计制造企业也成立了专门的ORC公司。
国内的研究应用状况
国内对于ORC发电技术的研究较多，目前仍需要深入解决理论研究与工程实际相结合问题，ORC发电系统的工程化应用仍需要有多项关键技术攻克。
资源范围，为建材、冶金、化工等行业的低温余
热资源回收提供了技术手段和设备。
同时，这项技术还可以推广到可再生能源发电系统中（如地热、太阳能和生物质能），为可再生能源发电提供关键技术和设备。
可利用的余热
余热温度范围： 80－350℃ 余热的形态：烟气，蒸汽，热水可以扩展的应用：
地热利用、太阳能利用、生物质能。
我校在有机工质朗肯循环发电的研究
天津大学热能工程系和教育部“中低温热能高效利用”重点实验室对有机工质的热物理性质及热力循环的研究水平位居国内领先水平，在ORC技术的理论与实验研究中均取得了具有实用价值的成果。
早在上世纪70年代，即建成了国内首台ORC太阳能热发电（1kW）实验系统，并取得了大量运行实验数据，近年，发表多篇关于ORC系统的理论实验研究论文，同时拥有多项关于有机工质及ORC系统构成的发明及实用新型专利。

基于有机朗肯循环的柴油机稳态工况废热回收的探讨

基于有机朗肯循环的柴油机稳态工况废热回收的探讨随着环保意识的普及和能源问题的突出，各国对能源的利用效率要求越来越高，废热回收技术也越来越受到关注。

有机朗肯循环技术作为一种废热回收技术，可以将柴油机废热转换为可用的机械能或者电能，从而提高能源利用效率。

有机朗肯循环是一种基于有机工质的循环系统，其可以将废热转化为电能或者机械能的方式，在国内外得到广泛的应用。

基于有机朗肯循环的柴油机废热回收技术，可以将排放的废气中的热能回收，使其转化为有用的能量，从而达到节能减排的目的。

有机朗肯循环技术可以利用柴油机排放出的高温废气，将废气中的热能转化为机械能或者电能。

具体来说，有机朗肯循环技术将废气中的高温热能传递给有机工质，通过有机工质的汽化膨胀，驱动涡轮发电机或者机械装置，从而实现废热的回收和利用。

在柴油机稳态工况下，有机朗肯循环技术的应用可以充分利用发动机排放的热能。

柴油机在工作时会产生大量的废气、排气温度通常在500℃以上，而有机朗肯循环技术可以充分利用这部分废气中的高温能量，从而提高了柴油机的能源利用效率。

此外，有机朗肯循环技术对环境的影响也很小。

对比传统的排气废热处理技术，废气经过接触式换热器，在回收了热能的同时，也减少了有害物质的排放。

而且，经过有机朗肯循环技术的处理后，柴油机排放的温度也大大降低，从而减少了环境污染的问题。

综合来看，有机朗肯循环技术的应用在柴油机废热回收领域具有一定的优势。

在柴油机稳态工况下，有机朗肯循环技术可以充分利用排放废气中的热能，从而提高了能源利用效率；此外，其对环境的影响也很小，减少了有害物质的排放，对于环保意义也很重要。

未来，有机朗肯循环技术也会进一步发展和完善，成为柴油机废热回收领域的一项重要技术。

随着环保意识的提高和消费者对节能减排的需求，各行各业对新能源的追求不断加强。

在汽车行业，柴油机作为一种高效率的动力系统得到了广泛的应用。

随着柴油机排放标准的加强，废热回收技术成为了优化柴油机性能的一种有效手段，而有机朗肯循环技术是其中的重要一环。

有机朗肯循环在低温余热利用领域的应用分析

根据初始条件计算得出的换热面积，管程为有机工质，壳程为 R 134a ,温度分布图是截取的壳程整个对称面，从中可以看到水蒸汽温度从入口的378k 逐渐降低到出口的316k 即 43T 左右发生了冷凝，模拟结果符合预期。从温度场
图 3 是一个有机工质的双循环系统,假设设备与环境没有能量交换是绝热的，余热资源的初温为 105丈的水蒸汽。由于螺杆膨胀机可以选取气液混合物作为膨胀发电工质，并且气液混合物比有一定过热度的气体所能达到的效率虽然有所降低，但是发电的总功率增大了，因此选择了干度为 0 . 8 的工质进入膨胀机。表中给出了各个设备状态点的参数以及该设备在循环过程中的火用损情况，计算的条件是在 3 MPa的情况下。由表格中的数据看出蒸发器的火用损占据了所有设备中最大的比例。分析原因首先换热过程是不可逆的，存在传热温差，这样造成火用损，再者换热后的热源的温度还是要高于环境温度，这样大量的火用值大于零的余热资源就直接排向了大气无法利用，这一部分的火用损是很大的。从表中我们
从图 1 可以看出不同有机工质和水蒸气的做功区间的差别，水在中高温的区间由于比热容很大所以较小质量的水蒸汽的做功能力大大高于其他工质，但是在低温区间的水却很难达成循环。
由于有机工质的粘性一般较大，若采用推动

有机朗肯循环低温余热利用技术研究综述

摘要：本文对有机朗肯循环低温余热利用技术进行了全面的研究综述。

首先介绍了有机朗肯循环的基本原理和工作流程，阐述了其在低温余热利用方面的优势。

随后详细探讨了该技术在不同领域的应用情况，包括工业余热回收、建筑供暖制冷、船舶动力系统等。

分析了影响有机朗肯循环性能的关键因素，如工质选择、蒸发器和冷凝器设计等。

总结了当前该技术所面临的挑战，并对未来的发展趋势进行了展望。

通过对有机朗肯循环低温余热利用技术的深入研究，为进一步提高其能效和推广应用提供了重要的参考依据。

一、概述随着能源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强，如何高效利用各种能源尤其是低温余热资源成为了当今能源领域研究的热点之一。

低温余热通常是指温度低于250℃的余热，广泛存在于工业生产、建筑、交通运输等领域。

传统的余热利用技术往往存在效率低下、适应性差等问题，难以充分发挥低温余热的潜力。

有机朗肯循环低温余热利用技术作为一种新兴的高效节能技术，因其具有结构简单、可靠性高、适应性强等优点，逐渐受到了广泛的关注和研究。

二、有机朗肯循环的基本原理和工作流程（一）基本原理有机朗肯循环是一种基于朗肯循环原理的热力循环系统，利用低沸点的有机工质在蒸发器中吸收低温余热产生蒸汽，驱动透平做功，然后在冷凝器中释放热量并凝结成液体，完成循环过程。

其核心原理是通过工质的相变来实现能量的传递和转换。

（二）工作流程有机朗肯循环主要由蒸发器、透平、冷凝器和膨胀机等组成。

低温余热通过蒸发器加热有机工质使其蒸发成蒸汽，蒸汽进入透平做功，驱动透平旋转带动发电机发电或其他机械设备工作。

做功后的蒸汽在冷凝器中冷却凝结成液体，液体经膨胀机降压后返回蒸发器继续循环。

整个过程中，通过合理的参数设计和控制，实现能量的高效利用和转换。

三、有机朗肯循环在低温余热利用中的优势（一）适应性强有机朗肯循环可以适用于各种不同温度范围的低温余热，无论是工业生产过程中的中低温余热，还是建筑供暖制冷中的低温热源，都能够有效地进行利用。

基于有机朗肯循环的余热利用系统研究

基于有机朗肯循环的余热利用系统研究摘要：介绍有机朗肯循环技术原理及其在余热利用中的优势，阐述该技术国内外研究现状与趋势，提出了发展ORC余热发电技术的建议。

我国余热资源总量丰富，尤其是工业领域。

该热量数量大、品味低，基本不能被生产过程再利用［1,2］o回收利用工业生产过程中各类余热，即有助于解决我国能源问题，乂能有效减少工业生产过程中的环境污染，具有十分重要的现实意义。

国内外针对低温热能利用的研究主要开始于20世纪70年代石油危机时期。

其中，以有机朗肯循环的硏究和应用最为广泛。

口前，全球已有2000多套ORC装置投入运行，并能生产出单机容量14000RW的ORC发电机组⑶。

H前，对低温热能发电系统的研究主要集中在以下儿个方面：工质的热力学特性和环保性能，混合工质应用，热力循环优化等［4,5,6,71c一、有机朗肯循环技术图1有机朗肯循环系统示意图在进行中低温余热回收利用时，热源温度较低已不适合以水为工质。

这时我们考虑釆用沸点较低的有机工质驱动热力循环，即有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle）o 在较低温度下，该循环采用的低沸点有机物质（或混合物）能从废弃余热中吸收热量加热成为高压气体，驱动旋转机械做功将余热能转化成电能，借以回收利用不同温度范围的低温余热，简称ORC发电技术。

有机朗肯循环发电技术可利用的低品位热能主要有以下儿种形式［8］：1）工业余热，温度一般小于400°Co工业能耗占社会总能耗的80%左右，其中大部分的能量未被完全利用，以余热的形式散失；2）地热，温度一般小于过200°C。

地热水温度多在饱和状态附近，以地热蒸汽或者地热水的热源形式加热有机匸质，驱动系统循环作用。

山于热源温度较低, 其总系统效率也偏低，我国目前勘测发现的地热田多属热水型；3）太阳能。

太阳能资源分布广阔，取之不尽是理想的热源。

但曲于能量密度低，昼夜及季节性变化较大，需配备相应的集热及储热装置。

有机朗肯循环低温余热发电应用场景

有机朗肯循环低温余热发电应用场景下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!引言在当今社会，能源资源的有效利用已成为全球关注的焦点之一。