1.课题背景

随着社会的发展，人类对能源的依赖日益严重，煤、石油、天然气等不可再生能源的储备有限。我国也是能源消耗大国，为了达到节能减排减少环境污染和提高能源的利用率，加强对这些能源二次利用，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^[1]。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。

利用有机朗肯循环系统，将低品位热能转化为电能，既有助于解决能源紧缺问题，又能减少常规能源利用过程中CO2，NOx，SO2的排放，同时提高了能源的总利用率，因此收到越来越多研究者的关注和重视^[2]。可以说，ORC优势明显^[24]。

2.有机朗肯循环发电系统概述

有机朗肯循环主要由膨胀机、冷凝器、工质泵、蒸发器、发电机等组成。首先液态的有机工质进入蒸发器，在蒸发器中进行热交换，工质由液态变为气态，再在膨胀机中膨胀做功带动发动机发电，膨胀做功后的乏气运送到冷凝管中进行冷却，使其由气态变为液态，由工质泵加压再次运输到蒸发器中，这样完成一个循环，从而实现对余热的回收^[9]。基本的ORC系统如图1。

3.有机工质特性及优选原则

循环工质为具有较低临界温度的有机工质而非传统的水蒸气^[3]，其对热源温度求较低，100℃左右的热源就可以维持其正常运行，是利用低温热源( 太阳能、生物质能、地热和工业余热等) 的有效途径^[4-5]。现有中大规模 ORC 系统的良好运行说明有机朗肯循环具有广阔的应用前景。当前，全球范围内建筑能源消耗已达总能耗的 40% 以上^[6]。

作为理想的有机朗肯循环工质应该具备以下特点^[7]：

（1）工质为干流体（dT/ds lt; 0）或等熵流体（dT/ds = 0）时，能够保证高温高压的蒸汽在膨胀机的膨胀过程中不会产生液体，有利于延长膨胀机的寿命。

（2）蒸汽密度高。低密度意味着具有高体积流量，这将会导致换热器的压降增大，同时膨胀机的体积也会增大，影响系统的经济性。