基于ORC的余熱回收發電系統熱力性能分析

郭初

（廣州方華國際設計集團有限公司，廣州，510600）

當今能源日趨緊張和環境污染的加重，開發利用低品位綠色清潔能源是當今世界的趨勢，如太陽能、風能、地熱能、工業廢熱。很多工業過程（如鋼鐵廠、發電廠）會排放大量溫度低于 350 ℃的煙氣，以傳統的方式回收利用其經濟性很有限。有機朗肯循環系統（ORC）是采用低沸點的有機物作為工質實現把低品位能源轉換為高品位能源（電能）的有效手段，此類熱回收方式環保、適應性強、經濟性高，近年來受到了極大重視。研究ORC系統的整體性能、不同運行狀態對各個部件的?損失占系統總?損失的比例對指導系統優化、實現提高系統效率有重要意義。

很多學者研究了不同工質在ORC中運行的性能，［1］等人研究了不同有機工質的各項熱力性能參數和工質的最佳運行狀態，結果表明R245fa作為太陽能低溫熱發電ORC的循環工質具有較高的熱效率和?效率，且系統的總不可逆損失較小，是一種較理想的有機工質。［2］采用模擬退火算法對基本有機朗肯循環和內回熱有機朗肯循環在不同工質下的性能進行了優化計算，對比了兩種循環在最佳工況下的熱力學性能，結果表明在所選工質中R245ca與R245fa綜合性能最好。［3］搭建了低溫余熱蒸汽ORC熱力發電實驗系統，進行了熱力性能測試實驗，表明增加熱源溫度可提高進入汽輪機的工質允許蒸發壓力，從而可提高系統的輸出功率，但對系統熱效率影響不大。［4］研究了三種形式ORC系統熱力性能隨蒸發溫度的變化情況，表明隨著蒸發溫度的升高，三種形式ORC系統的凈輸出功、吸熱量和熱效率都逐漸增大。……