梯级换热有机朗肯循环发电系统热力性能分析
车用内燃机不同工况作业下有机朗肯循环系统性能研究
96研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2020.12 (下)内燃机作为车辆行驶中石油资源主要消耗机械结构，其热效率指标的控制备受人们的重视。
据了解，内燃机在作业期间，冷却水和排气释放出大量能量，对环境造成污染，如何回收此部分能量，加大对能量的利用率成为当前重点研究内容。
有机朗肯循环系统的提出，为内燃机余热能量回收研究开辟了新的路径，本文依据此系统作业原理，设计一套针对内燃机余热回收的系统，并探究不同工况下的系统性能。
1 车用内燃机有机朗肯循环系统1.1 系统概述本系统主要由工质泵、冷凝器、柴油机、储液罐、蒸发器、冷却器、膨胀机7部分组成，工作原理如下：利用系统中的储液罐储蓄有机工质，借助工质泵抽取有机工质，经过加压处理后转入蒸发器。
该器皿将吸收此部分蒸汽能力，将其转化为高温高压气体。
蒸发器与膨胀机连接，经过处理后的气体经转入膨胀机，起到驱动作用，膨胀机开启作业模式，将有机工质推入冷凝器。
选取水冷或者风冷中的一种处理形式，将气体冷却为饱和体液，并存储至储液罐。
按照此工作原理循环处理，能够回收大量内燃机释放能量。
1.2 工质特性本系统作业容易受有机工质影响，所以在选取有机工质车用内燃机不同工况作业下有机朗肯循环系统性能研究王振平（中油电能热电一公司，黑龙江 大庆 163000）摘要：为了深入探究车用内燃机在不同工况下的可用排气能量变化特点，本文选取有机朗肯循环系统作为处理工具，设计内燃机余热能量回收系统。
通过布设不同工况，检验系统性能。
模拟检测结果表明，任何工况条件下，R416A 工质有用功提升率均大于R245fa 纯工质有用功提升率，并且R416A 工质下系统净输出功率更大。
因此，选取R416A 工质设计的系统性能更佳。
关键词：内燃机；R416A；R245fa中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）12（下）-0096-02时，需要综合考虑环保、安全等多项指标，综合对比下，选取一种适合应用于系统能量回收处理的材料。
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低温余热发电的新型技术，其工作原理是通过有机朗肯循环过程实现的。
有机朗肯循环是一种基于有机工质（如丁烷、异丙烷等）的一种热力循环系统，主要工作于低温和中温条件下。
其工作原理可分为蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个过程。
有机工质在蒸发器中吸收低温余热而蒸发成气体，然后通过压缩机将其压缩成高温高压气体，再经过冷凝器冷凝成液体，最后由膨胀阀膨胀成低温低压气体，从而驱动压缩机和发电机工作，产生电能。
整个循环过程中，有机工质的物理性质和循环方式决定了整个系统的发电效率和稳定性。
1. 有机工质的选择在有机朗肯循环低温余热发电系统中，有机工质的选择对系统性能至关重要。
一般而言，有机工质需要具有适当的沸点和饱和蒸汽压，以便在低温条件下能够很好地进行蒸发和冷凝过程。
还需要具有良好的化学稳定性和热稳定性，以确保系统的长期稳定运行。
目前常用的有机工质有丁烷、异丙烷、丙烷等，针对不同的工作条件和要求，需要综合考虑各种因素，选择合适的工质。
2. 蒸发器和冷凝器的设计蒸发器和冷凝器是有机朗肯循环低温余热发电系统中的关键部件，其设计能够直接影响系统的热效率和稳定性。
为了充分利用低温余热资源，蒸发器和冷凝器需要具有良好的传热性能和换热面积，同时还需要考虑系统的安全性和稳定性。
在设计过程中，需要综合考虑传热换热技术、材料技术等因素，以实现整个系统的高效、稳定运行。
3. 控制系统的设计有机朗肯循环低温余热发电系统的控制系统是整个系统的大脑，控制系统的性能和稳定性直接影响整个系统的运行效率和稳定性。
控制系统需要对蒸发器、压缩机、冷凝器等各个部件进行严格控制，以确保系统在不同工况下能够稳定运行，同时还需要具备足够的智能调节功能，以应对不同的工况和环境变化。
目前，有机朗肯循环低温余热发电系统在能源领域的应用越来越广泛，已经成为低温余热利用的一种重要技术。
在工业生产、生活热水、地热资源等领域，都可以利用有机朗肯循环低温余热发电系统进行能源回收和发电。
低温烟气有机郎肯循环系统热力性能与经济性的对比分析
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第11期·4010·化 工 进展低温烟气有机郎肯循环系统热力性能与经济性的对比分析韩中合，许鸿胜，范伟，赵若丞，王智（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北 保定 071003）摘要：以工业低温烟气余热有机朗肯循环（ORC ）发电系统为研究对象，选取了两组共4种工质，基于热源参数分别对系统热力性能及经济性指标进行计算，分析不同工质系统的热经济性与经济性指标的变化，对4种工质的热力性能指标、经济性指标以及最佳工况进行对比分析。
结果表明，同组工质的净功量和热耗率变化相似且数值接近，但电力生产成本和投资回收期差别较大。
同一工质的最佳热经济性工况和最佳经济性工况存在差异，在本文条件下，工质最佳经济性工况下的蒸发温度高于最佳热经济性工况下的蒸发温度约8～10℃。
R600a 为所选4种工质中兼顾经济性与热经济性的最佳工质，采用R236ea 的系统热力性能好于R600，而采用R600的系统电力生产成本始终低于R236ea ，R600相比于R236ea 具有明显的经济性优势。
关键词：烟气余热；有机朗肯循环；热源参数；热经济性；经济性中图分类号：TK 12 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）11–4010–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2287Comparison of thermodynamic performance and economic efficiency ofORC system for low temperature flue gasHAN Zhonghe ，XU Hongsheng ，F AN Wei ，ZHAO Ruocheng ，WANG Zhi（Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment ，North China Electric PowerUniversity ，Baoding 071003，Hebei ，China ）Abstract ：This paper established the organic Rankine cycle （ORC ） systems which utilized low-temperature flue gas as heat source to generate electricity. 2 Groups of single working fluids were researched. By changing heat source parameters to alter the heat absorption of the systems ，the thermal equilibrium method was used to calculate thermal performance. Both thermodynamics and economics were taken into consideration to analyze the performance of systems with different working fluids. The result revealed that the two working fluids with the same group retained the similar parameters of network and heat consumption rate with the similar regularity of changes ，while the LEC （levelized electricity cost ）and DPP （discounted payback period ）were not similar. Under the condition studied ，the evaporation temperature optimized by economics was about 8—10℃ higher than that by thermodynamics. The comprehensive comparison showed that R600a was the best choice. The thermal performance of system using R236ea was better than R600，but the LEC of system using R600 was lower than R236ea. Compared to R236ea ，R600 had obvious advantage at the aspect of economics.Key words ：flue gas waste heat ；organic Rankine cycle ；heat source parameter ；thermodynamic performance ；economic performance第一作者及联系人：韩中合（1964—），男，教授，博士，研究方向为热力设备状态监测与故障诊断及两相流计算测量。
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。
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-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]。
利用发电厂蒸汽梯级利用的热电联产节能改造热经济性分析
利用发电厂蒸汽梯级利用的热电联产节能改造热经济性分析1. 引言1.1 热电联产的概念热电联产是指利用一次能源，在同一设备或设备组中，同时生产电能和热能，实现能源的高效利用。
传统的能源生产方式往往存在能量浪费和低效利用的问题，而热电联产技术能够通过高效利用废热和废气，将能源的利用效率大幅提高。
热电联产技术不仅能减少能源消耗和环境污染，还可以降低生产成本，提高能源利用效率，是当前能源领域的一个重要发展方向。
热电联产技术的应用范围非常广泛，包括工业、商业和住宅等领域。
在工业领域，利用发电厂废热进行热电联产已经成为一种常见的做法，能够为企业节约能源成本，提高生产效率。
而在商业和住宅领域，热电联产技术也可以帮助建筑物更加高效地利用能源，减少能源浪费。
热电联产是一种能有效提高能源利用效率，降低能源消耗和环境污染的技术，对于推动能源可持续发展、促进经济发展和保护环境都具有重要意义。
随着技术的不断进步和应用范围的扩大，热电联产技术将在未来发挥越来越重要的作用。
1.2 蒸汽梯级利用的意义蒸汽梯级利用是一种高效能的能源利用方式，通过将发电厂的余热利用来生产热水、蒸汽或者其他形式的热能，进而提高整个能源系统的能效。
蒸汽梯级利用的意义在于最大限度地减少能源的浪费，实现能源资源的合理利用。
通过蒸汽梯级利用，不仅可以降低能源消耗，还可以减少环境污染，提高能源利用效率，实现能源产业的可持续发展。
蒸汽梯级利用也可以为企业带来经济效益，降低生产成本，提高竞争力。
对于发电厂而言，利用蒸汽梯级利用技术进行热电联产节能改造是非常重要和有意义的。
通过节能改造，不仅可以降低能源消耗，还可以提高设备的效率和稳定性，降低生产成本，为企业创造更多的价值。
2. 正文2.1 发电厂蒸汽梯级利用技术介绍发电厂蒸汽梯级利用技术是指将电力发电过程中产生的余热蒸汽，通过一系列的热能转换设备和系统，进行多次有效利用，从而提高能源利用效率和节能减排效果。
这项技术的核心理念是将发电厂的废热转化为能源，实现多能级的热能回收和再利用。
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。
有机朗肯循环热电联供系统的实验研究
ＰＥＩ Ｇａ ｎｇ，Ｗ ＡＮＧ Ｄｏ ｎ ｇ ｙ ｕ ｅ，ＬＩ Ｊ ｉ ｎ ｇ，ＬＩ Ｙｕ ｎｚ ｈｕ，ＪＩ Ｊ ｉ ｅ （ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｔｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ
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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。
有机朗肯循环发电
有机朗肯循环发电有机朗肯循环发电是一种利用有机工质进行循环的热力发电系统。
该系统通过将燃料与有机工质进行热交换，利用工质的循环来驱动发电机产生电能。
有机朗肯循环发电相比传统的水蒸汽循环发电具有许多优势，如更高的热效率、更低的温度要求和更广泛的适用范围。
有机朗肯循环发电的工作原理如下：首先，燃料燃烧产生高温高压的燃烧产物，然后通过热交换装置将燃烧产物中的热能传递给有机工质。
有机工质在吸收热能的过程中发生相变，从液态转变为气态。
随后，有机工质的高温高压气体通过膨胀机进行膨胀，驱动发电机产生电能。
膨胀后的有机工质再次成为低温低压气体，经过冷凝器冷却后变回液态，回到循环中重新吸收热能，完成一个循环。
有机朗肯循环发电相对于传统的水蒸汽循环发电具有以下几个优势。
首先，有机工质具有较低的沸点，因此可以在较低的温度下进行循环，减少了对高温材料的需求。
其次，有机工质的相变过程可以吸收大量的热能，提高了热效率。
此外，由于有机工质的选择范围更广，可以根据不同的应用场景选择适合的有机工质，提高了系统的适用性。
有机朗肯循环发电在许多领域中具有广泛的应用。
例如，在地热能利用中，由于地热资源的温度较低，传统的水蒸汽循环发电效率较低。
而有机朗肯循环发电可以利用低温地热能，提高了能源的利用效率。
此外，有机朗肯循环发电还可以应用于工业余热回收、太阳能发电和生物质能利用等领域。
尽管有机朗肯循环发电具有许多优势，但也存在一些挑战和限制。
首先，有机工质的选择和设计是关键的一步，需要考虑工质的热稳定性、可靠性和经济性等因素。
其次，有机朗肯循环发电系统的建设和运维成本较高，需要投入大量的资金和人力资源。
此外，有机朗肯循环发电系统的效率还有进一步提高的空间，需要通过改进工质性质、优化循环过程和提高设备效率等方式来实现。
总的来说，有机朗肯循环发电是一种具有潜力的热力发电技术。
通过利用有机工质的循环来转化热能为电能，可以提高热能的利用效率，并且具有更广泛的适用范围。
有机朗肯循环的热力学分析
图 2 R245fa 为工质的 ORC 系统的温 － 熵图 Fig． 2 T － S Thermodynamic diagram of ORC
system for R245fa
在正常工作时，工质处于稳定流动状态，各热
力过程及能量关系如下 （ 以单位质量工质为基 准） ［7］．
（ 1） 等压吸热过程（ 4 － 5 － 6 － 1） ． 有机工质
示． 工质在蒸发器中从低温热源中吸收热量产生 有机 蒸 汽，进 而 推 动 膨 胀 机 旋 转，带 动 发 电 机 发 电，在膨胀机中做完功的乏气进入冷凝器中重新 冷却 为 液 体，由 工 质 泵 打 入 蒸 发 器，完 成 一 个 循 环．
图 1 有机朗肯循环余热发电系统原理图 Fig． 1 Schematic diagram of ORC waste heat
的不可逆损失，需减少各热力过程的有温差传热和摩擦损耗，即选取高效传热的蒸发器和冷凝器及设计
制造适合有机工质的膨胀机； 在冷凝器入口前加装回热器，可有效减少传热温差引起的不可逆损失，加
装回热器后整个系统的热效率提高了 0. 32% ． 研究结果可供有机朗肯循环系统设计作参考．
关键词： 热力学； 余热发电； 有机朗肯循环； 分析
－ wP － h4
=
h1
－ h2s － （ h1 －
h4 h4
－
h3 ）
（ 5）
在实际的热力循环中，所有过程都是不可逆
的． 尤其是有机蒸汽在膨胀机内的膨胀过程（ 1 －
以 R245fa 为工质回收利用 100 ℃ 左右的低
品位热源进行发电时，结合工程实际、各热力设备
的性能，选取了如下的操作参数作为计算工况： 膨
有机工质在回收显热方面也有较高的效率，
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。
船舶烟气余热驱动有机朗肯循环的系统性能分析
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第12期·3858·化 工 进 展船舶烟气余热驱动有机朗肯循环的系统性能分析朱轶林1，李惟毅1，孙冠中2，唐强3，高静1，曹春辉1（1中低温热能高效利用教育部重点实验室（天津大学），天津 300350；2区域能源系统优化教育部重点实验室（华北电力大学），北京 102206；3低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室（重庆大学），重庆 400030） 摘要：利用设计的有机朗肯循环系统回收船舶柴油机的排气能量，考虑冷却水循环，分析了蒸发温度、膨胀比对系统性能的影响。
定义经济性函数为系统所需总换热面积和净输出功的比值，而综合评价函数为经济性目标函数和㶲效率的加权和，以不同的优化目标函数，确定了适用于有机朗肯循环系统的最佳冷凝温度。
研究结果表明，在一定膨胀比下，热效率随着蒸发温度的升高先增大再减小，存在最佳蒸发温度；优化目标函数不同，系统存在不同的最佳冷凝温度，以综合评价函数为优化目标，可确定较优的最佳冷凝温度；以R245fa 为工质时，最佳蒸发温度为390K ，最佳冷凝温度为316K ，膨胀比为6.6，热效率可以达到12%；工质的选择对系统性能有很大影响，不同评价指标下系统的性能分析也不同。
关键词：有机朗肯循环；余热回收；经济性能；效率；参数优化中图分类号：TK 12 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）12–3858–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.12.018Performance analysis for waste heat recovery system of ship diesel enginebased on organic Rankine cycleZHU Yilin 1，LI Weiyi 1，SUN Guanzhong 2，TANG Qiang 3，GAO Jing 1，CAO Chunhui 1（1Key Laboratory Low-grate Energy Utilization Technologies and Systems ，Ministry of Education （Tianjin University ），Tianjin 300350，China ；2Key Laboratory of Regional Energy System Optimization ，Ministry of Education （North ChinaElectric Power University ），Beijing 102206，China ；3Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies andSystems ，Ministry of Education （Chongqing University ），Chongqing 400030，China ）Abstract ：An organic Rankine cycle （ORC ）was designed to recover the exhaust energy from the ship diesel engine. Considering the cooling water circulation ，the effects of evaporation temperature and expansion ratio on the system performance were analyzed. The economic objective function is defined as the ratio of heat exchanger area required to the system net power output. The comprehensive evaluation function is the weighted sum of the economic objective function and exergy efficiency. The optimum condensation temperature is determined by taking different optimization objectives. The results showed that the thermal efficiency increased first with the rise of evaporation temperature and then decreased. There is the optimal evaporation temperature under a constant expansion ratio. The system has different optimal condensation temperatures with different optimization objectives. It is better to determined the optimal condensation temperature using the comprehensive evaluation function as the optimization objective. The optimal evaporation temperature of the ORC system with源利用与节能、燃烧与污染控制、能源与环境工程。
有机朗肯循环发电
有机朗肯循环发电介绍有机朗肯循环发电是一种热力发电系统，利用有机工质在不同温度下的相变过程来驱动发电机，达到能源转换的目的。
本文将对有机朗肯循环发电的原理、优势和应用进行全面的探讨。
有机朗肯循环发电的原理有机朗肯循环发电的原理基于克劳修斯-克拉佩龙方程，即功率输出与温度差之间的关系。
其基本工作原理如下：1.热量输入：通过燃烧燃料或其他方式产生高温热源，使之与有机工质进行热交换。
2.膨胀过程：有机工质在高温环境下膨胀，推动活塞或涡轮转动，产生功率输出。
3.冷却过程：有机工质在低温环境下冷却，重新变为液态，准备下一次循环。
有机朗肯循环发电的优势相比传统的汽轮机热力发电系统，有机朗肯循环发电具有以下优势：1.应用范围广：有机朗肯循环发电可以利用多种温度范围内的热能，无论是太阳能、工业余热还是地热能都可以有效利用。
2.高效率：有机朗肯循环发电的效率相对较高，尤其适用于低温热能的利用。
3.环保节能：有机工质在循环过程中不会引起污染物的排放，且能够有效回收热能，减少能源的浪费。
4.可靠性高：由于有机朗肯循环发电系统较为简单，且无磨损件，因此具有较高的可靠性和运行稳定性。
有机朗肯循环发电的应用有机朗肯循环发电的应用领域广泛，包括但不限于以下几个方面：太阳能发电太阳能是一种清洁可再生的能源，有机朗肯循环发电可以将太阳光转化为电能。
利用太阳能集热器将太阳光转化为热能，然后将热能输入到有机朗肯循环发电系统中，通过工质的相变过程产生功率输出。
工业余热利用许多工业生产过程中会产生大量的余热，有机朗肯循环发电可以对这些余热进行有效利用。
通过与工业余热进行热交换，将余热转化为电能，提高能源利用效率，同时减少对环境的负荷。
地热发电地热能是地球内部的热能，在地热区域可以利用有机朗肯循环发电进行发电。
通过地热能源的加热和沉降带动有机工质进行循环，在地热能的驱动下产生电能。
海洋能利用海洋能是指海洋中的能量，包括潮汐能、波浪能和海流能等。
315_kW有机朗肯循环试验样机蒸发器热力性能研究
·315涂霜,李应超,杨佐卫,周刚,梁阳阳(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:以315kW有机朗肯循环试验样机蒸发器为目标,通过理论公式计算沸腾传热系数和换热面积,并结合商用软件HTRI进行对比验证。
研究了釜式蒸发器雾沫夹带的主要影响因素,据此为结构设计提供了理论指导。
最后通过机组的运行数据,对蒸发器的换热性能积进行评估,试验结果和HTRI软件仿真结果偏差小,蒸发器的换热面积满足设计要求,对ORC的工程应用提供参考。
关键词:蒸发器,沸腾传热,雾沫夹带,性能评估,HTRI中图分类号:TM616文献标识码:A文章编号:1674-9987(2023)03-0032-05Thermal Performance of Evaporator for315kW Organic Rankine Cycle Test PrototypeTU Shuang,LI Yingchao,YANG Zuowei,ZHOU Gang,LIANG Yangyang(Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:Taking the evaporator of315kW organic Rankine cycle test prototype as the target,the boiling heat transfer coefficient and heat transfer area were calculated by theoretical formula,and compared and verified by commercial software HTRI.The main influencing factors of the entrainment of foam in kettle evaporator are studied,which provides theoretical guidance for the structural design.Finally,the heat transfer performance of the evaporator is evaluated through the operation data of the unit.The deviation between the test results and HTRI software simulation results is small,and the heat transfer area of the evaporator meets the design requirements,which provides a reference for the engineering application of ORC.Key words:evaporator,boiling heat transfer,entrainment of spray,performance evaluation,HTRI.蒸发器作为有机朗肯循环(ORC)发电系统的一个主要部件,其功能是利用热源(如热水、蒸汽等)将有机工质煮沸,产生的气态工质推动透平做功,进而驱动发电机发电,从而实现热能向电能的转换。
有机朗肯循环低温余热发电的模型优化分析
有机朗肯循环低温余热发电的模型优化分析摘要：建立有机朗肯循环低温余热发电过程的物理模型，分析热力系统参数和运行效率的关系，揭示有机工质热物性、蒸发温度、冷凝温度和过热度等因素对循环热效率和净输出功率的影响规律。
结果表明在本计算工况下，有机工质R141b的循环热效率和净输出功率最大，为最优工质。
净输出功率随膨胀比和过热度的增加而单调增大。
循环热效率随蒸发温度和过热度的增加，均先增大，后减小。
蒸发温度为140℃时，循环热效率取得最大值17.86%。
循环热效率、膨胀比和净输出功率均随冷凝温度的增加而单调降低。
关键词：有机朗肯循环；低温余热发电；有机工质；循环热效率；蒸发温度1.引言为了利用冶金、水泥、化工和电力等工业生产过程中200℃以下的余热废气，有必要开发新技术利用这部分能量品味较低、难以充分利用的低温余热，以提高能源综合利用效率[1-3]。
目前最有前景的低温余热利用方法是基于低沸点有机物作为循环工质的有机朗肯循环（简称ORC）发电技术，能将热水、废烟气或废蒸汽中的余热热能转化为机械能和电能[2-5]。
本研究拟建立有机朗肯循环低温余热发电过程的物理模型，分析热力系统参数和运行效率的关系，揭示有机工质热物性、蒸发温度、冷凝温度和过热度等因素对循环热效率和净输出功率的影响规律。
本文的分析有助于了解有机工质和运行参数的选择对基本ORC循环的影响规律，优化系统指标，提高能量的综合利用效率。
2.工作原理图1示出有机朗肯循环系统主要包括蒸发器、膨胀机、冷凝器和压缩泵4个部分。
图2示出理想有机朗肯循环包括定压加热（5-6-7-1）、绝热膨胀（1-2）、定压冷却（2-3-4）和绝热加压（4-5）四个热力过程[1-5]：（1）绝热加压（4-5）。
储液器中的液态工质通过压缩泵，近似等熵绝热压缩，升压成为低温高压的过冷液体，再送入蒸发器。
（2）定压加热（5-6-7-1）。
有机工质在蒸发器中被热源加热，有机工质等压吸热，升温转变成高温高压的饱和蒸气或过热蒸气，随后进入膨胀机。
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晨 ，朱 帮 守
２ １ ０ ０ １ ６ ）
（ 南京航 空航 天 大学能 源 与动 力学 院，江 苏 南京
要］ 为 了充分提 高低品位 热 源 回收利 用率 ，降低 热源排 放 温度 ，本文提 出 了一种 基于 有机 朗肯 循环 （ Ｏ ＲＣ ） 的梯 级换 热 发 电 系统 。 系统 以地 热水 为热 源 ，以循 环 净功 率为 目标 函数 ，根 据 热 力学 第一 、第二 定律 ，采 用 ＭＡＴ Ｌ ＡＢ 软 件调 用 Ｒ Ｅ Ｆ Ｐ Ｒ ＯＰ编制 计算程 序进 行参数 优 化 ， 以非共 沸 混合 物作 为循 环工 质 对 系统进 行热 力性 能分析 ，并 与基 本 Ｏ Ｒ Ｃ 发电 系统性 能进 行 比较 。结 果表 明 ：在 最优 工 况下 ，基 于 Ｏ Ｒ Ｃ 梯 级换 热 发电 系统可 有效减 小工 质与 热 源在 换热过 程 中的平 均换 热 温 差，减 少换 热不可 逆损 失 ，并 降低 了热 源排 放 温度 ，提 高 了热 源使 用率 ：在 所选 工质 中，基 于 Ｏ ＲＣ梯 级 换热 发 电 系统 热力性 能均优 于基 本 ＯＲ Ｃ发 电 系统， 循 环 净功 率和炯 效 率最 大可提 高 １ ６ ． Ｏ ７ ％； 选 择 Ｒ６ ０ １ ／ Ｒ ２ ３ ６ ｅ ａ为工 质 时，基于 ＯＲ Ｃ 梯 级换 热 发电 系统性 能 最佳 。 ［ 关 键 词］ 有机 朗肯循环 ；地 热 能 ；梯 级换 热 ：非共 沸 混合物 ；参 数优 化 ：最 大循 环 净功 率 ［ 中图分 类号 ］ Ｔ Ｋ Ｏ １ ， Ｔ Ｋ ０ ５ ［ 文 献标 识码 ］Ａ ［ 文章编 号 ］ １ ０ ０ ２ — ３ ３ ６ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ ０ ２ １ ． ０ ６ ［ Ｄ Ｏ Ｉ 编 号］ ｌ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ３ ３ ６ ４ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ５ ． ０ ２ １
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第４ ６卷 第 ５期 ２ ０ １ ７年 ５月
热 力 发 电
ＴＨ ＥＲＭ Ａ Ｌ Ｐ０Ｗ ＥＲ ＧＥＮ ＥＲ ＡＴＩ ＯＮ
、 ｒ ０ ｌ ＿ ４ ６ Ｎｏ ． ５
Ｍａ ｖ ２０１ ７
梯级 换 热有机 朗肯 循 环发 电 系统
热 力 性 能分 析
伍 亚 ， 岳
［ 摘
．
ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｎ ａ ｚ ｅ ｏ ｔ ｒ ｏ ｐ ｉ ｃ ｍｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ＇ ｌ Ｔ ｌ ａ ｌ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ＯＲＣ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． ｔ ｈ ｅ ＯＲＣ． ｂ ａ ｓ ｅ ｄ
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Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｏ ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｌ Ｏ Ｗ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ