不同工质对太阳能有机朗肯循环系统性能的影响
有机朗肯循环低温余热发电系统的工质选择
有机朗肯循环低温余热发电系统的工质选择作者：李鹏来源：《中国科技博览》2013年第16期摘要：有机朗肯循环发电系统对于中低温余热的有效利用发挥了巨大的作用，但是有机朗肯循环系统的工质选择依旧是中低温余热利用中存在的问题。
文章提出优选工质的条件，并通过对十种低沸点有机工质的性能对比分析得出R141b 最适宜作为此温度的余热回收工质，综合性能高于其他工质，对于有机朗肯循环添加回热会大大提高系统效率。
关键词：有机朗肯循环余热工质选择中图分类号：TM617随着经济发展，世界正面临着能源紧张的严重问题，国内外一方面集中研究可再生的替代能源，如土海水温差能，壤温差能，生物质能，太阳能，一方面研究对现有的低品位热能的的利用，如工业余热，生活污水废热。
而在整个有机朗肯循环系统中，有机工质的选择和运行情况对于有机朗肯循环系统的性能将具有重要影响。
在现今科技条件下，针对不同的热源情况，以系统效率为目标，综合考虑环保要求，寻找适宜的有机工质是当前该领域研究的重点所在。
而本文则试图在综合考量的基础上对有机工质的选择提出一些路径思考。
一、有机朗肯循环的理想工质的特征有机朗肯循环发电系统与传统中的低温余热发电系统的根本区别在于采用有机工质，所以工质特性将主导整个发电系统的结构及效率。
而使用有机工质的主要优势可以归纳为：第一，有机工质的沸点比较低，很容易产生高压蒸汽；第二，有机工质的冷凝压力接近或者稍微大于大气压，工质发生泄露的危险很小，也不需要复杂的真空系统；第三，有机工质凝固点很低，在较低温度中也可以释放出能量；第四，有机工质基本都是等熵工质或干流体，不用经过热处理即可，不会发生有水滴在高速情况下对透平机械的叶片造成冲击损害，也不会腐蚀透平机械。
而理想的有机朗肯循环工质在实现环保的基础上，在不同的热源情况下都可以极大的提高系统效率。
其应该具备如下的特点：第一，有机朗肯循环中所对应的饱和压力不能过高，因为过高的压力很容易出现机械承压问题，进而增加不必要的设备维修保养费用；第二，临界的温度应该高于有机朗肯循环中的最高温度，以避免跨界循环可能带来的诸多问题，因为温度较高的热源相应便会要求高临界温度的有机工质；第三，有机朗肯循环中的最低饱和压力最好能应尽量保持正压，避免最低饱和压力过低问题的发生，以防止外界空气的渗入而影响有机朗肯循环的性能；第四，有机工质无毒、不爆炸、不易燃且与设备材料和润滑油具有良好的兼容性；第五，有机工质对环境友好，不损害环境；第六，价格便宜而且容易获得；第七，有机工质拥有较小的比热容、低粘度和表面张力，较低的临界温度和压力，高热传导率，高汽化潜热，热稳定好。
分级抽汽回热式太阳能低温有机朗肯循环系统的热力性能分析
汽回热式有机 朗肯循 环系统 的热效 率更 高 ； ｅａ 等采用 Ｄ ｓｉ
有机 朗肯循环 系统 的热力性能变化进行 比较和分析 。
再热器和抽汽 回热技术来提高 朗肯循 环热效率 ， 同时提 出一 种方 法集 成和优化有机 朗肯循环 ； ａｉ Ｙ ｒ等将有 机朗肯循 环
系统 和氦 工质 的布雷顿循 环集成 在一起 ， 冷却核 反应堆 ；
第５ ４卷
泵 、 阳能集热器 、 太 汽轮机 和冷 凝器 。循环过程 如图 １ 所示 ， 有机工质经过泵升压后 ， 送到 太 阳能 集热器 中 ， 被 吸收太 阳 能集热器中的热量 ， 变成高温高压 的蒸 汽 ， 然后进 入汽轮机 ， 驱动汽轮机旋转并带 动发 电机发 电 ， 汽轮 机出来 的蒸 汽， 从 压力和温度 均已大大降低 ， 这些低温低压 的工 质经过冷凝 器 凝 结成液体后 ， 被送 回到泵 中， 开始新 的循环 。
能 。
对简单 、 适用性 强 ， 时不 产生 有 害气体 ， 环 境不 产 生 污 同 对
染， 其研究与应用越来 越受到人们 的青 睐。 太阳能作 为一种新 型的绿色清洁能源 ， 易于转换为低 且 温热 能。将太 阳能 与有机 朗肯循 环系统 有机 结合起 来对 于 有效利用低温热 能具有 重要 的意义 。罗 琪等 研究 了低温余
热 驱 动 的抽 汽 回热 式 有 立 系统 热力模 型的基 础上 ， Ｒ ０ 以 ６ ０和 Ｒ ４ ｆ ２ ５ａ 作 为循环工质 ， 利用热 力学第 一定 律和第 二定律 ， 不 同的 在
蒸 发 温 度 和膨 胀 比 的条 件 下 ， 分 级 抽 汽 回热 式 系 统 和 基 本 对
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ Ｔ ｅ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｏ —ｅ ｅ ａｕ ｅ ｏ ｒ ｅ ｅ ａｉｎ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｅ ｔ ａｅ ｂ ｓ ｄ ｎ ｈ ｇａ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｈ ｐ ｒｏｍａ ｃ ｓ ｆ ｌ ｗ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｐ ｗｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｓ ｓ ｏ ｅ ｒ ｉ ｖ ｓｉ ｔｄ ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｒｄ ｄ ｇ
有机朗肯循环综述
Ｔ
次 利 用 ，多使 用新 型 能源 如 （ 地热 ，太 阳 能，潮 汐 能等 ）来 替代 这 些 传 统能源 。在此 背景 下 ，有机 朗肯循 环技 术 回收 中低 品位 能源 越 来 越得 到 人们 的关 注 。有机 朗肯循 环主 要 由膨胀 机 、冷凝 管 、工 质
质Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ 。戴 晓 业等 【 ］ 对 工质 的 热稳定 性进 行 研 究， 总结 归纳 出了 Ｏ Ｒ Ｃ 工 质热 稳 定性 在试 验和 理 论两 方面 的研 究 成果 。刘 伟等 【 ４ 】 对 余 热 资源 的 能级及 其 与Ｏ Ｒ Ｃ 工质 的匹配 进行 了研 究 ，用势分 析法 更 能 反 映资 源与 工质 的 匹配特 性 ，可作 为选 择工 质 的一种 参考 。李 惟毅 等 采用 一 种结 合经 济 性和 火 用效 率 的综合 评 价指 标对 有机 朗肯循 环 工质 进 行 多 目标 优 化 。陈 奇成 等 针 对５ ７ ３ ． １ ５ Ｋ和５ ２ ３ ． １ ５ Ｋ 这 两 种 中温热源 的有机 朗肯 循环 ，选 取八 种有 机工 质分 析 ，寻找 系统 最大
轮 中的 流 向又 可 分 为径 流 式 ，径 ． 轴 流 式 ，轴流 式 。容 积 式膨 胀 机
不 易燃 ，不 易爆 ，其 化 学性质 要 稳定 ，在 高温 环 境下 不 易分解 ，而 且 工 质要 求 具 有一 定 环 保性 ，对 大 气臭 氧 层 无破 坏 。在Ｔ ． ｓ 图中 的 饱和 蒸 汽 线 上 ，ｄ ｓ ／ ｄ Ｔ 应接 近 零 或 大于 零 （ 等熵 流 体 或干 流 体 ）湿
Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ 、Ｒ １ ５ ２ ａ 为工质 ，分析 比较不 同热源 温度下 ，在 有／ 无 分流 闪蒸
太阳能加热水主要参数对有机朗肯循环系统的影响
ｉ ｔ ｅｍｏ ｔ ｍｐ ｒａ ｔ ａ ａ ｅｅ ｉ ｈａ ｆ ｃｓｔ ｅｏ ｔ ｕ ｅ ｏ ｒ ｓ ｈ ｓ ｏ ｔ ｎ ｒ ｍ ｔｒ ｉ ｐ ｗｈ ｃ ｆｅ ｔ ｕ ｐ ｔ ｔ ｗｅ ．Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅｓ ｌｒｈ ａ ｔ ｒ ｅ ｅ ａｕ ｅａ ｄｔ ｅｃ ｎ ｅ ｓｎ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｈ ｎ ｐ ｅ ｏ ａ － ｅ ｔ ｈ ｗａｅ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｏ ｄ ｎ ｉｇ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅａ ｒ
２１ ０ ２年 第 ４ １卷 第 １ 期
Ｖ Ｏ１ ４１ Ｎ Ｏ．１ ２０１ ． ２
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３ ５
Ｄ ： １．９ ９ ． ｓ ．１０ －６９２ １ ．１ ｌ ＯＩ ０３ ６ ￣ ｉ ｎ ０ ２ １３ ．０ ２０ ． １ ｓ ０
太阳能加热水主要参数对有机朗肯循环系统的影响
Ｔｈ ｆｅ ｔ ｆＭ ａ ｎ Ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｆ ｏ ａ － ａ ａ ｅ ｎ Ｏｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｅＣｙ ｌ ｅ Ｅｆ ｃ ｉ ａ ａ ｔ ｒ ｌ ｒｈｅ ｔ ｏ ｏ Ｓ Ｗ ｔ ｒｏ ｇ ｎ ｃＲａ ｋ ｎ ｃ ｅ ＸＩ ＡＯ ｏ ｇ ＨＡＮＧ ｉ ｇ Ｓ ｎ ，Ｓ Ｊｎ ，Ｗ Ｕ ｈ － ｉ ｇ Ｓ ｕ ｙｎ
肖 松 ，商 晶 ， 吴淑 英
（ 昆明理工大学 冶金与能源工程学 院，云南 昆明 ６０９） ５ ０ ３
摘要 ：基于低 品位余热 的有机 朗肯循 环 （ Ｒ ，以太 阳能加热水 为研究对 象 ，分析太阳能加热水有机朗肯循环的热力 系统以及 主 Ｏ Ｃ） 要参数对 系统性能的影响。研究结果 表明 ：蒸发温度对净输 出电功 的影 响最大 ，在太 阳能加热水温度 ，冷凝温度一定的情况下 ，系 统存在 ‘ 佳蒸 发温度”使得系统的净输出电功达到最大 ，并且 “ 镊 最佳蒸发温度”随着太阳能加热水温度 ， 冷凝温度 的增加而增加 ；
两种新型工质与传统工质在有机朗肯循环系统 中性能对比分析
Received: Mar. 30 , 2017; accepted: Apr. 23 , 2017; published: Apr. 26 , 2017
Abstract
The present study focuses on Organic Rankine Cycle power generation system whose heat source is the industrial waste heat in the temperature range of 90˚C~200˚C, including SES36, R1233zd-E two kinds of new refrigerants and R245fa, R123 two kinds of conventional refrigerants at different ambient temperatures based on thermodynamic efficiency, system net work, irreversible loss and the outlet of the evaporator refrigerant thermodynamic properties of available potential to make comparison. The results of analysis show that the refrigerant has the best evaporation temperature under different thermodynamic performance parameters. Under the critical temperature, the order is R123, R1233zd-E, R245fa and SES36. Considering the safety, environmental friendliness and equipment cost, R1233zd-E is a good substitute for R123 and R245fa, and SES36 ranks the second.
有机朗肯循环的研究进展_邓立生
第2卷 第3期 新 能 源 迚 展Vol. 2 No. 32014年6月ADVANCES IN NEW AND RENEWABLE ENERGYJun. 2014* 收稿日期：2013-12-26 修订日期：2014-05-18基金项目：中国科学院外籍青年科学家计划（2013Y1GA0008） † 通信作者：黄宏宇，E-mail ：huanghy@文章编号：2095-560X （2014）03-0180-10有机朗肯循环的研究进展*邓立生1，黄宏宇1†，何兆红1，窪田光宏1,2，袁浩然1，呼和涛力1，小林敬幸1,2（1. 中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源重点实验室，广州 510640；2. 日本名古屋大学，名古屋 4648603）摘 要：有机朗肯循环是一种被认为能有效利用低温热能的技术。
科研工作者在不同斱面（包括工质、膨胀机、换热器的影响、系统的优化）对有机朗肯循环系统效率的影响迚行了大量的研究。
本文针对不同热源的工质筛选、膨胀机的特点、系统循环优化以及换热器的影响斱面迚行了讨论和总结，为有机朗肯循环系统的实际应用提供参考。
关键词：有机朗肯循环；工质；膨胀机；换热器；效率中图分类号：TK11+5 文献标志码：A doi ：10.3969/j.issn.2095-560X.2014.03.003Research Progress on Organic Rankine CycleDENG Li-sheng 1, HUANG Hong-yu 1, HE Zhao-hong 1, KUBOTA Mitsuhiro 1,2,YUAN Hao-ran 1, HUHE Tao-li 1, KOBAYASHI Noriyuki 1,2(1. CAS Key Laboratory of Renewable Energy, Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640, China; 2. Nagoya University, Nagoya 4648603, Japan)Abstract: Organic Rankine Cycle (ORC) is considered as a promising technology for effective utilization of low-temperature energy. Large number of studies on the ORC system (including the working fluid, the expander, the heat exchanger, and optimization of system) have been carried out by the researchers. In this study, the working fluids selection for different type heat sources, characteristics of expanders, heat exchanger influences and system design optimization are discussed and summarized to provide some references for the utilization of the ORC system. Key words: Organic Rankine Cycle (ORC); working fluid; expander; heat exchanger; efficiency0 前 言随着经济的持续发展，能源需求不断增长，世界各国的能源消耗急剧增加，而能源消耗的来源主要是依靠石油、煤炭等不可再生资源。
窄点温差及工质物性对跨临界有机朗肯循环性能的影响
窄点温差及工质物性对跨临界有机朗肯循环性能的影响于超;徐进良;苗政;杨绪飞【摘要】利用约束热源入口及出口温度的热力学模型，将循环热效率及净输出功统一为一个参数，计算41种工质在473.15K 废热烟气驱动的跨临界有机朗肯循环中的热力学表现，分析蒸发器内窄点温差及工质物性对循环性能的影响。
结果表明，临界温度低于烟气出口温度的工质，及高于0.88倍烟气入口温度的工质，临界温度是循环效率的主要影响因素；临界温度在上述范围之间的工质，干湿性对循环效率影响显著，湿工质效率明显高于干工质。
所有循环中，该临界温度范围内的湿工质热效率最高。
临界温度高于0.88倍烟气入口温度的工质，窄点温差可能出现在蒸发过程中或蒸发器出口，从热力性能角度看，窄点出现在蒸发过程中的循环明显优于窄点出现在蒸发器出口的循环。
改变热源入口及出口温度不会影响上述结论。
%Thermal performance values of 41 working fluids in a trans-critical organic Rankine cycle (ORC) driven by waste heat flue gas of 473.15 K were calculated by means of a theoretical model in which the inlet and outlet temperatures of flue gas were fixed and therefore the thermal efficiency and net work output were unified into one parameter as long as the heat absorbed was given. The influences of pinch point temperature difference (PPTD) in the evaporator and working fluid properties on cycle performance were analyzed. Calculation results showed that for fluids with critical temperatureTc<Tgas,out, and fluids withTc>0.88Tgas,in,Tc had dominant influence on thermal efficiency. For fluids withTc betweenTgas,outand 0.88Tgas,in, fluid dryness had significant influence on cycle performance, and wet fluids outperformed dry fluids apparently. Wetfluids withTc between Tgas,outand 0.88Tgas,in exhibited the highest thermal efficiency. For fluids withTc>0.88Tgas,in, PPTD might lie either inside the evaporator or at the outlet. Thermal performance values of the cycle with PPTD inside the evaporator outperformed that with PPTD at the outlet. Application of such conclusions was confirmed through sensitivity analysis for flue gas inlet and outlet temperatures.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】9页(P4655-4663)【关键词】有机朗肯循环;跨临界循环;临界温度;窄点温差;热力学;热力学过程;热力学性质【作者】于超;徐进良;苗政;杨绪飞【作者单位】华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京102206;华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206;华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206;华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TK123Key words:organic Rankine cycle; trans-critical cycle; critical temperature; pinch point temperature; thermal dynamic; thermal process; thermal property工业低温余热烟气是重要的余热资源，对其进行回收可以获得经济效益及环保效益[1]。
太阳能有机朗肯循环发电系统工质及参数优化
ｌ ａ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ．Ｆｏ ｒ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｓ （ ｆ ｒ ｏ ｍ １ ５ ０ ℃ ｔ ｏ
键
词］太 阳能 ； 有机 朗肯循环 ； 回热 ； 汽轮机 进 出口压力 比 ； 蒸发 压 力 ； 蒸发 温度 ； 参 数优 化
［ 中 图分类 号］ＴＭ６ １ ５ ［ 文献标 识 码］Ａ ［ 文 章 编 号］１ ０ ０ ２ — ３ ３ ６ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ — ０ ０ ３ １ — ０ ５
ｓ ｔ ｅ ａ ｍ ｔ ｏ ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｐｏ ｗｅ ｒ ｔ ｈｒ ｏｕ ｇｈ Ｒａ ｎ ｋｉ ｎ ｅ ｃ ｙｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｓ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ａ ｐｐｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｈｅ ａ ｔ ｒ ｅ ｃ ｏｖ ｅ ｒ ｙ ｂｕ ｔ ｎ ｏｔ ｔ ｈｅ Ｓ Ｏ —
［ Ｄ ＯＩ 编 号］１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ３ ３ ６ ４ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ６ ． ０ ３ １
Ｗ ｏ ｒ ｋｉ ｎ ｇ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ ｏ ｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄｉ ｕ ｍ— ｌ ｏ ｗ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｒ ｇ ａ ｎｉ ｃ ｒ ａ ｎ ｋｉ ｎｅ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ
太阳能有机朗肯-闪蒸循环工质选择
2018年第37卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1781·化 工 进展太阳能有机朗肯-闪蒸循环工质选择刘茜1，2，3，4，李华山1，2，3，卜宪标1，2，3，王令宝1，2，3，4，龚宇烈1，2，3（1中国科学院广州能源研究所，广东 广州 510640；2中国科学院可再生能源重点实验室，广东 广州 510640；3广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东 广州 510640；4中国科学院大学，北京 100049）摘要：近年来，太阳能低温热发电技术作为可再生能源领域的研究热点受到越来越多的关注。
文章针对太阳能平板集热器驱动的有机朗肯-闪蒸循环（solar binary-flashing cycle ，SBFC ），基于EES （engineering equation solver ）软件建立数学模型，分析了7种制冷剂包括R601、R601a 、R1233zd(E)、R600、R1234ze(Z)、R600a 和R1234ze 作为循环工质在SBFC 系统中的应用潜力，并在系统净输出功最大的工况下，研究了集热器出口热水温度（80～100℃）对SBFC 系统热力性能的影响规律。
选用的性能指标参数有净输出功、热效率、第二定律效率、不可逆损失、换热器热导（UA ，总传热系数与传热面积的乘积）和单位太阳能集热器面积净输出功。
结果表明，在所研究的工况范围内，随着集热器出口热水温度的增大，SBFC 系统的热力性能得到显著的提高，且工质的标准沸点温度越高，SBFC 热力性能越好，其中R601具有较高的净输出功、热效率和第二定律效率，并且系统的不可逆损失较小，是一较理想的SBFC 系统循环工质。
关键词：低温太阳能热发电；太阳能平板集热器；有机朗肯-闪蒸循环；热力性能中图分类号：TK123 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）05–1781–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000–6613.2017-1352Working fluid selection for solar binary-flashing cycleLIU Xi 1，2，3，4，LI Huashan 1，2，3，BU Xianbiao 1，2，3，WANG Lingbao 1，2，3，4，GONG Yulie 1，2，3（1Guangzhou Institute of Energy Conversion ，Chinese Academy of Sciences ，Guangzhou 510640，Guangdong ，China ；2Key Laboratory of Renewable Energy ，Chinese Academy of Sciences ，Guangzhou 510640，Guangdong ，China ；3Guangdong Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development ，Guangzhou 510640，Guangdong ，China ；4University of Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100049，China ）Abstract : As a research hotspot in the renewable energy field ，low-temperature solar thermal powertechnologies have attracted more and more attention in recent years. A mathematical model for the binary-flashing cycle （SBFC ）driven by flat-plate solar collectors was developed based on EES （engineering equation solver ）software. The potential of seven refrigerants ，including R601，R601a ，R1233zd （E ），R600，R1234ze （Z ），R600a and R1234ze ，used as working fluid in the SBFC had been examined. The effect of hot water temperatures at solar collector outlet ranging from 80℃ to 100℃ on the thermodynamic performance of the SBFC had also been analyzed under the conditions of maximum net power output. In the analysis ，the net power output ，thermal efficiency ，exergy efficiency ，exergy loss ，thermal conductivity of heat exchanger （UA ，the product of overall heat transfer创新促进会项目（2017402）。
非共沸工质有机朗肯循环特性及蒸发过程传热传质研究
非共沸工质有机朗肯循环特性及蒸发过程传热传质研究有机朗肯循环由于其具有结构简单、维护方便等优点,近些年在中低温能源利用领域被广泛研究。
由于大部分热源都是变温热源,同时,非共沸工质具有温度滑移和组份迁移的特性,因此,相比于纯工质有机朗肯循环,非共沸工质有机朗肯循环具有显著的优势和特性。
一方面,太阳能、余热等热源本身具有热源温度不稳定的特性;另一方面,冷却流体的温度会发生季节性变化。
因此,对于一个非共沸工质有机朗肯循环大部分情形是在偏离设计工况下运行的。
同时,非共沸工质在热力学循环中还具有组份迁移的特性,变化的冷热源工况条件必然会对非共沸工质有机朗肯循环的循环组份产生影响。
在变化的冷热源工况条件下,非共沸工质有机朗肯循环特性及蒸发过程传热传质特性是本文主要的研究内容。
针对有限热容的变温热源与冷源,首先通过热力学推导,得到了以Jacob数(蒸发显热与蒸发潜热之比)和REC(热力学平均蒸发温度与冷凝温度之比)为主,预测非共沸工质有机朗肯循环系统性能(热效率、净输出功和可用能效率)的理论公式。
在此基础上,讨论了热源进口温度、冷却水进口温度、冷却水温升等冷热源温度条件对非共沸工质有机朗肯循环最佳组份的影响规律。
结果发现,随着热源进口温度的升高,存在一个热源进口温度,使得纯工质的系统性能比非共沸工质的要高。
当冷却水温升小于工质的温度滑移时,二者相等时存在输出功的局部最大值;当冷却水温升大于工质的温度滑移时,温度滑移最大时存在输出功的最大值。
自主建立了水平管非共沸工质流动沸腾换热实验台,对异丁烷、戊烷及其混合物展开蒸发压力、质量流速、进口干度对换热性能影响的实验研究,同时比较了它们的换热性能,并对不同的换热关联式进行了评估。
结果发现,在相同的工况下,当干度低于0.2时,正戊烷的换热系数高于异丁烷。
而干度高于0.2时,异丁烷的换热性能要远高于正戊烷。
对于纯工质来说,Liu and Winterton关联式和Gunger and Winterton关联式能够很好地预测其换热系数;对于非共沸工质来说,Jung关联式能够很好地预测其换热系数。
工质选择对有机朗肯循环热力学系统的影响
有 机 朗肯循 环 是 以低 沸 点有 机 物 为 工质 的 闭 式 循 环 。 由于 其 蒸 发和 冷 凝 温 度 较 低 、 热 效 率 高 及 设 备 相 对 较 为简 单 ，被 认 为 是 一 种有 效 的低 品 位 余 热 发 电技 术 。 国 内外 已经 有 相 当数量 的 专 家 学 者 对 有 机 工 质 从 临 界压 力 、温 度 特 性 、化 学 稳 定 性 等 各 方 面 研 究 了其 选 用 原 则 【 】 当 余 热 在 ２ 。
收 稿 日期 ：２ １ ．５２ ０ ２０ ．０
热 力 学 和环 保 等 方 面 要 求 ，合 适 的 工质 能使 系 统 效 率 更 高 、 工作 更稳 定 ，且 成 本 较 低 。 １１工 质 热 力学 特 性 ．
Ｆｕ Ｂａ ｒ ｎｇ ｏ ｏ ，Ｌｉ Ｈｏ ｌａ ，ＬｉＺｈ ｎ ｎｇ ｉ ｎｇ ｉ
（ ｈ ｎＩｓ ｔｔ ｆ ｒ ｅＥｅ ｔｃＰ ｏ ｕｓ ｎ ＣＳＣ Ｗｕ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｗｕ ａ ｔ ｕｅｏ ｉ ｌｃ ｉ ｒｐ ｌ ｏ ， Ｉ ， ｈｎ４ ６ ， ｈｎ ） ｎｉ Ｍａ ｎ ｒ ｉ ０
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１ ＯＲ Ｃ循环 工质 分析
在 Ｏ ＲＣ 系 统 中 ，工 质 的特 性 对 系统 性 能有 很 大 影 响 。采 用 不 同 的有 机 物 工 质 ，可 以 回 收 不 同温 度 范 围 的低 品位 热 能 ，从 而 实现 能量 的梯 级 利 用 。ＯＲ Ｃ系 统 也 可 以采 用 二元 混 合 工 质 ，从而 减 小 吸 热 过程 中 的 不可 逆 损 失 。工 质 还 必 须满 足
有机朗肯循环中工质泵对系统性能的影响
WU Teng-ma1，LIU Jian-hua1，XU Xiao-jin2，LIU Qi1
（1.University of Shanghai for Science Technology，Shanghai 200093，China；2.No.704 Research Institute，CSIC， Shanghai 200031，China）
摘 要： 针对有机朗肯循环中工质泵耗功对系统效率影响较大的问题，本文以 R245fa 为工质的发电系统为例，对在不同
的工质泵效率下，是否考虑泵耗功时，系统性能随工况的变化进行分析计算。结果表明，是否考虑泵耗功对系会随着膨胀机效率和工质泵效率的降低而更加明显；蒸发温度的升高同样会增大工质
1 前言
有机朗肯循环（ORC）系统具有可回收利用 如工业废热，发动机余热，生物质热、太阳能等各 种中低品位热能的特点［1］，现有的研究主要是将 有机朗肯循环产生的能量用于发电［2，3］。
针对 ORC 系统的研究，目前主要集中在 3 个 方面［4］：（1）针对不同热源的特性，提出有机朗 肯循环系统，比较与其它余热回收方式的不同并
关键词： 有机朗肯循环；工质泵；第一定律效率；泵效率
中图分类号： TH3
文献标志码： A
doi：10.3969/j.issn.1005-0329.2018.02.014
Influence of Working Fluid Pump on System Performance in Organic Rankine Cycle
泵对第一定律效率的影响，而冷凝温度的变化则几乎不会引起工质泵对第一定律效率的影响。在蒸发温度为 99 ℃、冷凝温
度为 35 ℃、膨胀机效率为 0.7、泵效率为 0.3 的 ORC 系统中，不考虑泵耗功的系统第一定律效率为 9.6%，考虑泵耗功的系统
低温太阳能热力发电有机朗肯循环工质选择分析
电力系统2020.12 电力系统装备丨93Electric System2020年第12期2020 No.12电力系统装备Electric Power System Equipment1 低温太阳能热力发电有机朗肯循环原理从低温太阳能热力发电系统结构组成上来看，包含集热器、循环泵、工质加压泵等多个部分，如图1所示。
在系统工作的过程中，工质将通过加压泵进入加热器。
在蒸发压力作用下，工质将在热交换器中得到加热，并传送至膨胀机。
经过膨胀处理，工质将达到凝结压力，向外释放功量。
在凝汽器中，膨胀机排汽将得到冷凝，以饱和液体的形式存在。
在集热器中，传热流体将得到加热，通过板式热交换器将热量传递给工质。
而太阳能热量将在蓄热罐中存储，借助自控阀门实现运行模式转换。
在太阳能充足时，蓄热罐将进行蓄热；太阳能不足时，传热流体将在循环泵作用下进入蓄热罐，使蓄热材料被加热，完成热量释放。
9865TTTTTM10发电机74213V 3V 2V 1太阳光111–集热器；2–循环泵；3–蓄热罐；4–换热器；5–分离器；6–工质加压泵；7–膨胀机；8–储液器；9–凝汽器；10–调节阀；11–旁通阀图1 低温太阳能热力发电系统工作原理示意图系统采用有机朗肯循环工质原理，将低沸点有机物当成循环工质，将低品位热能转换为高品位电能。
从有机朗肯循环发电结构上来看，主要包含工质泵、蒸发器、膨胀机和冷凝器等设备，热力过程包含等压加热、等墒膨胀、等压冷凝和等墒压缩4个主要部分[1]。
在工作泵的作用下，工质进入蒸发器，在高热热源作用下得到等压加热，转化成为高温高压有机蒸汽。
蒸汽进入膨胀机后能够带动发电机做功，之后转换为低压蒸汽进入冷凝器。
通过与冷源进行换热，工质将得到等压冷凝，变为低温低压液体，被工质泵吸入后完成等墒压缩，得到循环使用。
对低温热量能源进行利用，能够使系统热损失减少，同时减少蓄热占用的空间，从而使系统成本降低。
选择干工质等循环工质，做功时工质可以保持干燥，不会对设备带来损坏。
太阳能有机朗肯循环发电系统分析
太阳能有机朗肯循环发电系统分析王振;马洪芳;孟扬;马龙;孙朝栋【摘要】为高效利用太阳能,提出了太阳能平板集热器与有机朗肯循环相结合的发电系统.本文从太阳能低温发电系统的基本原理、工质选择及系统组成部分入手,分析了影响系统循环效率的因素.发现具有较大潜热与显热之比的干性或等熵有机工质适合本发电系统,并且膨胀机和冷凝器对系统循环效率影响较大.采用增加内部热交换器的再热循环、抽汽回热循环可以降低冷凝器的冷凝负荷,选择合适的再热度、抽汽量及抽汽压力可以提高系统循环效率.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2014(032)005【总页数】7页(P397-403)【关键词】太阳能;有机朗肯循环;工质;再热循环;抽汽回热【作者】王振;马洪芳;孟扬;马龙;孙朝栋【作者单位】山东建筑大学机电工程学院,山东济南 250101;山东建筑大学机电工程学院,山东济南 250101;山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;山东建筑大学机电工程学院,山东济南 250101;山东建筑大学机电工程学院,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TM615将低品位的太阳能转化为高品质的电能是太阳能利用的优先方向。
主要手段为光伏发电和光热发电[1]。
当前光伏发电主要依靠高纯度的硅晶片，光电转化效率较低，发电成本高，影响了其大规模的普及。
与光伏发电相比，光热发电在经济性能、技术及环保等方面均有很大优势。
结合太阳能分散性强、品位低、适合得到中低温热能的特点，有机朗肯循环(organic Rankine cycle，简称 ORC)在中低温领域热力循环性能表现优越，将ORC与太阳能集热器相结合，提出太阳能低温有机朗肯循环发电系统[2]。
太阳能低温ORC发电系统采用低沸点有机工质，通过换热器间壁换热汽化，产生高温高压蒸汽，推动动力机械做功，进而带动发电机发电。
其优点是发电量可以随充入的循环工质种类和流量等进行调节，并且单机发电量小，整体设备尺寸小，结构简单，成本较低。
不同工质对有机朗肯循环系统的热力性能影响
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ ｃｙｃｌｅꎻ ｏｒｇａｎｉｃ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓꎻ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓꎻ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎻ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
有机朗肯循环(ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ ｃｙｃｌｅꎬ ＯＲＣ)系统利
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ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｕ￣
Ｃｈｉｎａ)
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ｗａｙｓ ｂｅｅｎ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ. Ｒ１１ꎬ Ｒ１２３ꎬ Ｒ２４５ｆａꎬ Ｒ６００ ａｎｄ Ｒ６００ａ ａｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ ｃｙｃｌｅ′ｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ
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不同工质对太阳能有机朗肯循环系统性能的影响
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是采用低沸点的有机物 Ｏ Ｒ Ｃ） 有机朗 肯 循 环 （ １］ 代替 水 作 为 循 环 工 质 的 闭 式 朗 肯 循 环 ［ 由于其可 ． 以有效地利 用 低 品 位 热 能 、 设 备 相 对 简 单、 适用性 强， 同时不产生 有 害 气 体 ， 对环境不产生污染
收稿日期 ： ２ ０ １ １ ０ ４ １ ２ ２ ０ １ １ ０ ９ ３ ０ － － 修订日期 ： － －
与其他工质相比在相同的蒸发温度下r601具有最低的蒸发压力水平例如在蒸发温度为100时r600的蒸发压力为15259mpar245fa的蒸发压力为12646mpa而r601蒸发压力为05926mpa不同蒸发温度下工质的蒸发压力fig4evaporationpressurevsevaporationtemperatureofvariousworkingfluids朗肯循环的功比是反映动力循环经济性的一个重要指标其定义是循环的净输出功量与汽轮机做功量的比值用来评价汽轮机做功产生的功量中朗肯循环的净输出功量所占的比例
太阳能有机朗肯循环发电系统设计
太阳能有机朗肯循环发电系统设计1背景：太阳能是可再生的绿色能源。
白天，在标准太阳光照下，即大气质量AM1.5、温度为25℃的条件下，辐射强度为1000W/m2，如果可以把这些能量用来发电，我们的能源紧张的问题肯定能得到缓解。
若发电效率达到一定值，肯定能解决能源紧张和现有的化石燃料污染环境的问题近年来，有机朗肯循环的研究工作正在大力进行，它是利用低温热源的热量输出机械能或发电的理想方式。
可利用的热源种类包括：太阳能、生物质能、地热能以及工厂发热等。
与朗肯蒸汽动力循环相似，不同的是有机朗肯循环使用的工质是有机物，因此相对于蒸汽循环，工质的蒸发温度可以减低。
Fenton 等介绍了利用以R113 为循环工质，利用太阳能发电灌溉的系统[1]。
有机朗肯循环的经济性直接决定于循环工质的热力学性质。
因此应该选择合适的循环工质，评价标准包括循环效率高、排气比容小、工作压力正常及环境友好等。
有些学者针对循环工质的评价标准，做出了相关的探讨。
不同的循环工质需要单独的设计循环设备，从而决定循环设备投资大于运行费用。
对于实际运行而言，有机工质的性质如环境友好性、化学稳定性等对有机朗肯循环也具有重要的影响。
在有机朗肯循环发电中，有机工质的选择是很重要的一点。
有机朗肯循环工质的选择应尽量满足以下要求:(1) 工质的安全性( 包括毒性、易燃易爆性及对设备管道的腐蚀性等) . 为了防止操作不当等原因导致工质泄漏, 致使工作人员中毒, 应尽量选择毒性低的流体.(2) 环保性能. 很多有机工质都具有不同程度的大气臭氧破坏能力和温室效应, 要尽量选用没有破坏臭氧能力和温室效应低的工质, 如HFC 类、HC 类、FC 类碳氢化合物或其卤代烃.(3) 化学稳定性. 有机流体在高温高压下会发生分解, 对设备材料产生腐蚀, 甚至容易爆炸和燃烧, 所以要根据热源温度等条件来选择合适的工质.( 4) 工质的临界参数及正常沸点. 因为冷凝温度受环境温度的限制, 可调节范围有限, 工质的临界温度不能太低, 要选择具有合适临界参数的工质.( 5) 工质廉价、易购买.2工作原理：有机朗肯循环系统包括泵、蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器等。
有机工质郎肯循环用在太阳能热发电技术中的应用
有机工质郎肯循环技术及其应用有机工质郎肯循环用在太阳能热发电技术中的应用有机工质郎肯循环用在太阳能热发电技术中的应用摘要: 作者通过文献阅读,综述了目前国内及国外学者对于基于低温有机工质郎肯循环的太阳能热发电系统的研究现状。
文章开篇首先介绍了有机工质朗肯循环的基础概念，并简单介绍了有机工质的物理特性及理论特征。
作为工程应用及实验对象，作者也叙述了如何选取合适的工质作为太阳能有机郎肯循环的循环工质关键词：有机工质；朗肯循环；太阳能发电Low-temperature Solar Powered Rankine Cycle System Based on OrganicWorking FluidAbstract：Based on referring to articles, the author summarized both domestic and international research results about low-temperature solar powered Rankine cycle system.The most suitable organic working fluid for low-temperature solar powered Rankine cycle will also be given.Key words: organic working fluid, Rankine Cycle, Solar-powered1引言能源是人类赖以生活的物质基础，也是国家安全发展及社会繁荣稳定的物质基础。
能源安全不仅仅是简单的能源问题或者是经济问题，而是一个涉及国家安全及对外战略等多层面的国家战略问题，亦是一个关乎国际能源供求和地缘政治与国际战略问题。
在全球范围内，近年来发生了许多由能源引发的问题，诸如资源纷争和区域战争、能源价格飙升和燃料市场博弈、全球气候暖化及减排战略谈判等。
生物质有机朗肯发电系统热力性能分析
生物质有机朗肯发电系统热力性能分析摘要：提出一种具有回热的生物质有机朗肯发电系统并建立了系统的热力学模型。
对比分析了采用Ｒ245fa、Ｒ141b、环戊烷、环己烷等四种有机工质时的系统热力性能，结果表明，存在一个最佳的蒸发温度，使系统热效率或单位燃耗功率最大，且环戊烷的单位燃耗功率最大。
讨论了生物质锅炉对系统热力性能的影响，结果显示，系统净输出功率随导热油流量增加而增大，且存在最佳的导热油出口或入口温度，使系统热效率或单位燃耗功率最大。
应合理匹配生物质锅炉的这两个参数，提升系统热力性能。
引言生物质能源是唯一可直接存储和运输的可再生能源，已经成为仅次于煤、石油和天然气的第四大能源。
我国拥有丰富的生物质资源，预计到2050年我国的生物质资源总量将折合6亿多吨标准煤[1]，我国的生物质发电技术正在快速发展，到2012年底，我国生物质发电累计并网容量已达到5819MW[2]。
生物质直接燃烧发电利用锅炉燃烧生物质加热产生水蒸气，过热蒸气推动汽轮机组发电，在大规模生产条件下具有较高的效率，因此要求生物质资源集中，且数量巨大，生物质原料收集和运输的成本较高[3]。
虽然我国生物质原料总量丰富，但是分布十分分散，特别是在边远地区、海岛等，并不适合生物质的大规模利用，而要采取就近吸收、规模较小的分布式发电系统。
有机朗肯循环采用低沸点的有机工质代替水蒸气推动膨胀机做功，在吸收显热方面具有更高的效率，受负荷变化的影响较小，且结构紧凑、启停方便、维护周期长，特别适合中低温余热、太阳能、生物质能等的开发利的特性，国外已经对其应用于生物质能发电开展了研究[5－8]，但是相比其他热源，国内对生物质有机朗肯循环发电系统的研究还比较少[9－10]，对系统性能的分析和研究有待进一步深入。
本文中将针对具有回热的生物质有机朗肯发电系统，建立热力学模型，分析比较采用不同有机工质情况下的系统热力性能，并讨论生物质锅炉的参数对系统热力性能的影响。
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·２ ３ ０·
动 力 工 程 学 报
第３ ２卷
４］ 魏东红等 ［ 从热力学第二定律角度分析了采用
单种 工 质 Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ 循 环 时 系 统 各 部 件 的 性 能；
［］ Ｓ ｃ ｈ ｕ ｓ ｔ ｅ ｒ等 ５ 对有机朗肯循环的应用进行了经济和 ［］ 能源方面 的 调 查 研 究 ； Ｌ ｏ ｕ ｒ ｄ ｅ ｓ等 ６ 分 析 了 基 于 有
（ ） 文章编号 ： １ ６ ７ ４ ７ ６ ０ ７ ２ ０ １ ２ ０ ３ ０ ２ ２ ９ ０ ６ Ｔ Ｋ ５ １ ４ 文献标识码 ： Ａ 学科分类号 ： ４ ８ ０． ６ ０ － － － 中图分类号 ：
不同工质对太阳能有机朗肯循环系统性能的影响
韩中合 ， 叶依林 ， 刘 赟
［ ２］
而其研究与应用越 来 越 受 到 人 们 的 重 视 和 青 睐 ． 工 质的物性对动力循环的性能影响较大 ， 因此 ， 有机工 质的选择和物性研究是太阳能有机朗肯循环低温热
３］ 发电系统的重要内容 ［ ．
， 因
， 作者简介 ： 韩中合 （ 男， 河北武邑人 ， 教授 ， 博士生导师 ， 研究方向 为 ： 电厂热力设备的状态监测与故障诊断， 两 相 流 动 计 算 与 测 量， １ ９ ６ ４ －） 叶轮机械 Ｃ Ｆ Ｄ 与优化设计等 ． ， ） ： ： 叶依林 （ 联系人 ） 女， 硕士研究生 ， 电话 （ Ｔ ｅ ｌ ． １ ５ ０ ２ ７ ８ ８ １ ８ ２ ０； Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｂ ｕ ｘ ｉ ｅ ｂ ｕ ｘ ｉ ｅ ６ ３． ｃ ｏ ｍ． ＠１
（ ） 华北电力大学 能源动力与机械工程学院 ，保定 ０ ７ １ ０ ０ ３ 摘 要 ：循环工质的特性是影响有机朗 肯 循 环 系 统 性 能 的 重 要 因 素 之 一 ， 在不同的蒸发温度条件 、 、 、 、 、 下， 选取 Ｒ ６ ０ ０、 Ｒ ６ ０ ０ ａ Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ Ｒ ２ ３ ６ ｆ ａ Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ Ｒ ６ ０ １、 Ｒ ６ ０ １ ａ Ｒ Ｃ ３ １ ８及 Ｒ ２ ２ ７ ｅ ａ共 ９ 种 有 机 工 质， 基于热力学第一定律和第二定律对其热力循环特性进行了计算分析 ， 并对各有机工质的蒸发压力 、 热效率 、 功比和不可逆损失等进行了比较 ． 结果表明 ： Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ作为太阳能低温热发电朗肯循环系统 的循环工质具有较高的热效率和 效率 ， 并且产生的系统总不可逆损失较小 ， 是一种较理想的有机 工质 ； 其次 ， Ｒ ２ ３ ６ ｆ ａ和 Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ作为系统循环工质也具有较为良好的性能 ． 关键词 ：有机朗肯循环 ； 有机工质 ； 低温热发电 ； 热效率 ； 不可逆损失
是采用低沸点的有机物 Ｏ Ｒ Ｃ） 有机朗 肯 循 环 （ １］ 代替 水 作 为 循 环 工 质 的 闭 式 朗 肯 循 环 ［ 由于其可 ． 以有效地利 用 低 品 位 热 能 、 设 备 相 对 简 单、 适用性 强， 同时不产生 有 害 气 体 ， 对环境不产生污染
收稿日期 ： ２ ０ １ １ ０ ４ １ ２ ２ ０ １ １ ０ ９ ３ ０ － － 修订日期 ： － －
： ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｏ ｆ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｏ ｒ ａ ｎ ｉ ｃ Ｒ ａ ｎ ｋ ｉ ｎ ｅ ｐ ｐ ｐ ｇ ｇ ｇ ， ， ， ， ， ｃ ｃ ｌ ｅ ｓ（ Ｏ Ｒ Ｃ） ． Ｔ ａ ｋ ｉ ｎ Ｒ ６ ０ ０， Ｒ ６ ０ ０ ａ Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ Ｒ ２ ３ ６ ｆ ａ Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ Ｒ ６ ０ １， Ｒ ６ ０ １ ａ Ｒ Ｃ ３ １ ８ａ ｎ ｄ Ｒ ２ ２ ７ ｅ ａ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｙ ｇ ， ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｓ ｃ ｃ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｏ Ｒ Ｃ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗ ａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｌ ａ ｗ ｏ ｆ ｐ ｇ ｙ ｙ ， ， ， ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｖ ａ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｗ ｏ ｒ ｋ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｅ ｒ ｅ ｆ ｆ ｉ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ｏ ｄ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ － ｇ ｐ ｇ ｐ ｙ ｇ ｙ ｙ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｗ ｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｅ ｄ ． Ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ａ ｌ ｏ ｗ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｏ Ｒ Ｃ ｓ ｓ － － ｙ ｐ ｙ ｐ ｐ ｙ ｔ ｅ ｍ， Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｈ ｉ ｈ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｅ ｒ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｌ ｏ ｗ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｉ ｎ ｒ ｅ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ － ｙ ｇ ｇ ｙ ｙ ｙ ｐ ， ，ｗ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｂ ｌ ｅ ｌ ｏ ｓ ｓ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｉ ｓ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｍ ｅ ｎ ｄ ｅ ｄ ａ ｓ ａ ｎ ｉ ｄ ｅ ａ ｌ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｏ Ｒ Ｃ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ； ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｌ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｙ ｙ ｇ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｓ Ｒ ２ ３ ６ ｆ ａ ａ ｎ ｄ Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ． ｐ ｐ ：ｏ ；ｏ ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｒ ａ ｎ ｉ ｃ Ｒ ａ ｎ ｋ ｉ ｎ ｅ ｃ ｃ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｉ ｃ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｌ ｏ ｗ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ － ｇ ｙ ｇ ｇ ｐ ｐ ｇ ｙ ； ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｉ ｎ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｂ ｌ ｅ ｌ ｏ ｓ ｓ ｙ
以后 ， 排气进入两相湿蒸气区 ， 会对叶片产生冲蚀作 用． 而干工质可以在 蒸 发 压 力 下 的 饱 和 蒸 气 状 态 直 接进入汽轮机膨 胀 做 功 ， 可 以 省 去 过 热 段． 因 此， 一 般优先考虑选择干工质作为候选工质 ． 综 合 考 虑 各 方 面 因 素 ，在 研 究 中 选 Ｒ ６ ０ ０、 、 、 、 、 、 Ｒ ６ ０ ０ ａ Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ Ｒ ２ ３ ６ ｆ ａ Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ Ｒ ６ ０ １和 Ｒ ６ ０ １ ａ 其 中： Ｒ Ｃ ３ １ ８及 Ｒ ２ ２ ７ ｅ ａ 共 ９ 种工质作为候选工质 ． 、 、 Ｒ ６ ０ ０、 Ｒ ６ ０ ０ ａ Ｒ ６ ０ １和 Ｒ ６ ０ １ ａ 为 烷 类 物 质， Ｒ ２ ４ ５ ｆ ａ 、 、 Ｒ ２ ３ ６ ｆ ａ Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ Ｒ Ｃ ３ １ ８和 Ｒ ２ ２ ７ ｅ ａ为 ＨＦ Ｃ 类物质 ． 这些工质均是 Ｏ 其详细的特性参 Ｄ Ｐ 为零的干工质 ， 数见表 １． 所选工质的物性参数来自 Ｎ Ｉ Ｓ Ｔ 提供的 Ｐ Ｅ Ｆ Ｒ Ｏ Ｐ 程序 ．
、Ｒ 、Ｒ 、Ｒ 、Ｒ 、Ｒ 、 中， Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ ２ ４ ５ ｃ ａ ２ ４ ５ ｆ ａ ６ ０ ０ ６ ０ ０ ６ ０ １ ａ 随着人 Ｒ Ｅ １ ３ ４和 Ｒ Ｅ ２ ４ ５ 都是值得考虑的有机工质 ． 们对环保要求越来越高 ， 工质的可用范围不断更新 ． 因此 ， 选择合适的有 机 工 质 对 于 提 高 系 统 性 能 和 能 量利用效率具有重要意义 ． 、Ｒ 、Ｒ 、 笔者 选 取 Ｒ ６ ０ ０、Ｒ ６ ０ ０ ａ ２ ４ ５ ｆ ａ ２ ３ ６ ｆ ａ 、 、 Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ Ｒ ６ ０ １、 Ｒ ６ ０ １ ａ Ｒ Ｃ ３ １ ８和 Ｒ ２ ２ ７ ｅ ａ作为候选 工质 ， 对其应用于太 阳 能 低 温 热 发 电 有 机 朗 肯 循 环 系统的性能进行综 合 比 较 分 析 ， 并给出循环工质选 取建议 ．
２卷 第３期 第３ ０ １ ２年３月 ２
动 力 工 程 学 报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｅ ｓ ｅ Ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｎ ｙ ｇ ｇ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ２Ｎ ｏ ． ３ Ｍ ａ ｒ ． ２ ０ １ ２
［ １ １］ 率为无穷大 ） 由于湿工质在汽轮机中膨胀做功能 发 电 系 统 ； 王辉涛等