文 献 综 述

在工业生产中，普遍存在着大量的余热能源。通常将这些余热能源分为高温、中温、低温3类。其中温度高于650℃为高温，温度在230℃～650℃为中温，温度在230℃以下为低温。高温、中温余热蒸汽可以直接驱动蒸汽轮机或燃气轮机带动发电机组发电加以利用。而低于 230℃的低温余热，由于缺乏有效的回收利用，通常被直接排放到大气中，这些废热引起热污染进而导致一系列的环境问题^[1]。解决这些问题的有效途径之一就是寻找一种新型环境友好型替代技术，变低温废热为电能。

1. 有机朗肯低温余热发电系统概述

1.1 有机朗肯循环系统

所谓有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle ,简称 ORC)，就是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由蒸发器、膨胀机(透平) 、冷凝器和工质泵四大部件组成，其工作原理如图1所示。有机工质在蒸发器中吸热，产生具有一定温度和压力的蒸汽，然后进入膨胀机(透平)做功，以带动发电机或拖动其它动力机械。从膨胀机排出的乏气在凝汽器中冷凝结成液态，最后利用工质泵重新回到蒸发器中，如此循环往复下去^[2]。

图1 有机朗肯循环系统示意图

1.2 低温ORC发电系统的优势^[3]

1) 有机工质的蒸发潜热比水小很多,因此低温情况下热回收率高。

2) 有机工质基本都是等熵工质或干流体,无需过热处理,不会在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。

3) 在缺水地区,优先使用空气冷却的冷凝器。ORC电厂使用的空冷冷凝器要比水蒸气电厂使用的空冷冷凝器的体积小得多,价格也低得多。