1.1课题研究背景与意义

1.1.1研究背景

能源是人类社会进步的基础，也是国家经济增长的先决条件。近年来由于经济的迅猛发展，人类对能源的需求也日益增长，对能源的需求也越来越大。现阶段，人类对能源的需求主要是化石能源，化石能源占现在所能使用的能源总量的90%以上。随着煤炭、石油、天然气等化石燃料的日益消耗，占总体余热近48%^[1]且传统水蒸汽动力循环难以高效利用中低温余热回收^[2]，越来越受到人们的广泛关注。

就我国目前形势而言，发展地热能和太阳能等可再生清洁能源，回收工业过程量多面广的中低温余热资源不仅能有效缓解国内能源供应紧张的局面，而且还有利于改善环境污染等问题。

在余热利用领域中，有机朗肯循环（Orgnic Rankine Cycle，简称ORC）作为一种回收低品位余热资源的新型余热利用技术，以低沸点的有机工质代替传统工质水进行朗肯循环实现能量转化，能够实现对中低温热源（余热）的转换利用，是一种能够提高能源利用效率的有效手段。由于循环采用的新型工质具有环境友好型，还可以实现节能减排。相比其他余热回收方法，有机朗肯循环凭借其简易、高效等优势已成为回收中低温余热的理想途径^[3]。

1.1.2研究意义

有机朗肯循环可用于回收各种类型的中低品位热能用于发电，从应用上看，有机朗肯循环可应用于生物质能发电，地热发电，工业废热发电，LNG冷能发电。

在生物质能利用中，生物质能驱动有机朗肯循环与一般低品位热源不同之处在于，与有机工质换热的热油温度高达600K以上。

在地热利用中，热源的温度范围一般从几十摄氏度到三百摄氏度，可分为高温(220℃)、中温(100～220℃)、低温(70～100℃)三类。

在工业余热利用中，水泥工业的余热总量非常巨大，具有极佳的回收前景。