ORC有机朗肯循环试验台技术方案 一、简介 本技术方案目的为建设一套ORC有机朗肯循环发电实验机组，以导热油为导热介质。将实现以下实验功能： 1）系统完善稳定，利用热源，稳定发电，发电效率5～8%，约1000～1600W； 2）对冷媒的特性进行实验，测量不同温度下冷媒的饱和蒸汽压力； 3）不同工况下的发电效率，余热温度区域、冷媒流量、冷媒蒸汽温度、压力、过热程度。 4）不同冷端工况的发电效率，包括冷端温度、压力。 5）结合试验结果，探索ORC发电机组优化及工业化的方向。包括过热、再热、温度、压力等参数，效率估算，是否多级膨胀机等。 二、方案 本项目ORC发电实验机组系统主要包括： 1）冷媒泵； 2）导热油换热器； 3）膨胀机； 4）带储液功能冷却器； 5）发电机； 6）润滑油系统； 7）冷却系统； 8）管路系统； 9）测量系统； 10）控制系统； 2.1冷媒泵 冷媒泵采用隔膜计量。泵出口加脉动阻尼器，保证流量的稳定性。选配四氟隔膜，可防止冷媒对密封隔膜的润胀作用，造成泄露。 2.2导热油换热器 导热油换热器采用不锈钢板式换热器，换热效率高，占地面积小。 2.3膨胀机 膨胀机采用车用空调涡旋压缩机改装而成。该膨胀机配有电动离合器。
该膨胀机具有简易、稳定的特点。但是由于本身密封件的耐温限制，冷媒蒸汽温度不得超过140℃，稳定运行约110℃。这就限制了充分利用热源品质，提高发电效率的能力。 2.4壳管式冷却器（带储液功能） 冷却器采用壳管式换热器。 冷媒走壳程，采用垂直纵列管，保证冷媒汽液分离，以及液态冷媒能进行过冷，确保膨胀机出口冷端真空度等到保证。 冷却水走铜管内，法兰连接，气密性保证。与冷媒采用循环水换热，保证冷却。 2.5发电机 发电机采用市场上常用的发电机，与涡旋膨胀机的离合器转盘连接，采用皮带连接。 发电机产生的电负荷，采用红外线石英加热灯泡进行负载。通过功率计可以在线测量系统发电功率。 2.6润滑油系统 润滑油系统包括：储油罐、隔膜泵、油气分离器。 2.7管路系统 管路系统包括：冷媒主循环管路、润滑油管路。
朗肯循环性能计算的EES探究 艾超康方圆刘威葳 天津商业大学机械工程学院天津邮编300134 摘要：本文旨在利用EES方程求解器对朗肯循环的性能及热力计算过程进行模拟以及探究。根据对已学知识的巩固和改进，利用控制变量法来探究朗肯循环的工作参数之间的联系，并计算出数据，做出图像。 关键词：EES 朗肯循环热力过程以及计算 1前言 热力学第二定律指出在相同温限内，卡诺循环的热效率最高。以气体为工质的卡诺循环中，由于定温加热与放热过程难以实现，而且在p-v图上气体的定温线和绝热线的斜率相差不多，以致卡诺循环净功并不大，故在实际中难以采用。 在采用蒸汽作为工质时，压力不变时液体的汽化和蒸汽的凝结的温度也不变，因而也就有了定温加热和放热的可能。尽管如此，实际的蒸汽动力循环装置中也并不采用卡诺循环，其原因有三。其一，也是最主要的原因，就是压缩机中绝热压缩过程难以实现，因为此时工质为气液混合物会导致压缩机工作不稳定，同时对压缩机的体积要求也很高。其二，循环限于饱和区，上限温度受制于临界温度，故即使实现卡诺循环，其热效率也不高。其三，膨胀末期，湿蒸汽干度过小，不利于动力机安全。故实际动力循环均以朗肯循环为基础。 朗肯循环的进行过程为：水在锅炉中定压吸热，汽化成饱和蒸汽，饱和蒸汽在过热器中吸热成为过热蒸汽；高温高压的新蒸汽在汽轮机内绝热膨胀做功，从汽轮机排出的做过功的乏汽在冷凝器内等压向冷却水放热，冷凝为饱和水，此为定压也是定温过程，凝结水在水泵内绝热压缩后产生的未饱和水在进入锅炉完成循环。朗肯循环与水蒸气额卡诺循环主要不同之处在于乏汽的凝结是完全的。完全凝结减小了循环的平均温差，因而对热效率不利。但是对简化设备确实很有利的。现今各种复杂的蒸汽动力循环都是在朗肯循环的基础上予以改进得到的。本文将根据朗肯循环过程计算，将简单蒸汽动力循环清晰化。给定相关参数T1，T3，P1，P2，利用EES软件建立热力过程，最终求出循环的热效率，并利用图像及控制变量法探究相关参数与热效率的影响，以此来优化循环。 2 EES 软件模拟和结果分析 2.1所需参数计算 根据朗肯循环原理，已知参数T1、T3、P1、P2，则可确定整个热力过程。在EES界面中编程，计算所需参数。 1）计算k：
? 5 ? 有机朗肯循环综述 贵州大学 伍 淼 陈湘萍 【摘要】因能源问题与环境问题日益突出，能源与生产之间的矛盾加剧，已经制约了生产力的发展。为解决这一矛盾，有机朗肯循环 （Organic Rankine Cycle, ORC）技术越来越受到人们的重视，学者从各个方面对有机朗肯循环进行了大量的研究。文中简介了ORC系统的主要组成，工质的优选，膨胀机、工质泵、冷凝器的研究进展。【关键词】ORC系统简介；部件优选；工质；膨胀机 0 引言 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。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。有机朗肯循环主要由膨胀机、冷凝管、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。基本的ORC 系统如图1。 图1 有机朗肯循环系统图 1 有机工质的优选研究 作为ORC 系统的能量载体，有机工质的选择是否与热源相匹配，和运行时的工况等都可能对系统的热回收的效率造成重大影响。有机工质的选择[1]应考虑如下因素：工质应尽量选择是无毒，不易燃，不易爆，其化学性质要稳定，在高温环境下不易分解，而且工质要求具有一定环保性，对大气臭氧层无破坏。在T-s 图中的饱和蒸汽线上，ds/dT 应接近零或大于零（等熵流体或干流体）湿流体不适合做工质，因为在不过热或者过热度很小的情况下，湿流体在膨胀做功后容易进入汽液两相去，产生冷凝液滴，等熵流体最适合作为ORC 工质。如图2。1.1 纯工质的研究 对单一工质的研究，国内外学者对工质的物性和不同热源环境下工质的选取做了大量研究。刘健等[2]以R123，R245fa 做为工 质，基于蒸发参数法进行优选，发现工质R123的热循环效率高于工质R245fa 。戴晓业等[3]对工质的热稳定性进行研究，总结归纳出了ORC 工质热稳定性在试验和理论两方面的研究成果。刘伟等[4]对余热资源的能级及其与ORC 工质的匹配进行了研究，用势分析法更能反映资源与工质的匹配特性，可作为选择工质的一种参考。李惟毅等[5]采用一种结合经济性和火用效率的综合评价指标对有机朗肯循环工质进行多目标优化。陈奇成等[6]针对573.15K 和523.15K 这两种中温热源的有机朗肯循环，选取八种有机工质分析，寻找系统最大的输出功率和最佳的运行参数。 图2 工质T-S图 1.2 混合工质的研究 ORC 系统除了使用单一的纯工质以外，还可以使用混合工质，在某一条件下混合工质相比纯工质有更优的系统性能，系统效率更高。王羽平等[7]把工质R601a/R600a 分别按照0.8/0.2,0.6/0.4,0.4/0.6的比例进行混合，获得了相应部件运行参数与系统的性能。倪渊等[8]研究了把R245fa 、R601a 以不同质量配比进行混合作为亚临界ORC 工质，利用热力学和经济学分析其性能。以地热能的深度利用[9]作为目标，采用窄点分析法，使用不同质量配比的二元非共沸的12种混合物做为亚临界ORC 工质，分析其系统性能。杨新乐等[10]以二元非共沸混合物R245fa 、R152a 为工质，分析比较不同热源温度下，在有/无分流闪蒸的两个系统中，工质配比对系统热性能的影响。 2 膨胀机 膨胀机是有机朗肯循环的核心部件，直接影响到性能和效率。膨胀机分为两种，速度型和容积型。速度型膨胀机根据工质在工作轮中的流向又可分为径流式，径-轴流式，轴流式。容积式膨胀机包括螺杆膨胀机，涡轮膨胀机，转子膨胀机，活塞膨胀机等。由于速度型膨胀机的结构特点，当功率越低时，它的转速会越高，每分钟甚至会达到十几万转，这一特性迫使速度型膨胀机不适合小型的ORC 系统，通常用于大型的有机朗肯循环系统。容积式膨胀机是通过改变容积从而得到膨胀比和焓降，适用于一些流量较小和大膨胀 基金项目资助：贵州省自然科学基金（中低品位热源梯级能源利用关键技术研究，黔科合J字【2015】2034号）。 DOI:10.19353/https://www.doczj.com/doc/0c15540162.html,ki.dzsj.2017.17.001
动力工程学院本科生创新实验报告 题目：有机朗肯循环：废热余热利用 关于有机朗肯循环系统性能测试实验 学 号：2009XXXX 班 级：热能与动力工程X 班 姓 名：XX 教 师：XXX 动力工程学院中心实验室 2013年1月 实验名称： 试实验
注意： 1.实验成绩按照百分制给出。 2.教师评定成绩根据实际情况时要有区分度。 3.本页由指导教师填写。
报告内容 1.实验背景 能源是推动人类社会发展的动力，随着煤炭、石油、天然气等化石能源消耗量的不断攀升，以及能源消耗带来的环境负担（如二氧化碳排放、酸雨等），能源和环境问题已成为全世界共同关注的重大问题。能源利用形式不仅要讲究环境友好型，而且能源利用效率也要讲究高效型。经过人类的不断研究，高温热源利用技术已经相对成熟，为了更好地缓解能源压力，人类开始对新能源进行探索，同时也开始对低品位能源利用技术进行研究。因此，各种能源利用形式开始出现：太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物质能、工业废热等。 因此，对低品位能源（如工业废热）形式的利用，人类开始有机朗肯循环技术进行探索。本实验对于有机朗肯循环系统利用废热进行了简单介绍及其性能进行实验研究。 2.研究进展 有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)是以有机物代替水作为工质，回收低品位热能的朗肯动力循环。有机物朗肯循环的研究最早始于1924年，有人以二苯醚作为ORC工作介质进行了研究。1966年有学者撰文指出可应用有机朗肯循环回收低品位的热能，一时之间以氟利昂为工质回收低品位热能的朗肯循环引起了各国学者的广泛关注。Curran H M J，Badr O J，Giampaolo G 等人在有机朗肯循环的设计、运行及工质选择等方面开展了较深入的研究工作。我国自20世纪80年代开始对有机朗肯循环进行研究，分析了有机朗肯循环的热力系统及效率，论证了有机朗肯循环中工质的选择与循环参数的确定及对八种常用的氟里昂的动力粘度在100～450K范围内求出拟合公式。 1997-2001 年期间台湾义守大学Hung T C等人进行了深入的研究，采用苯、甲苯、对二甲苯、R113和R123等五种工质的有机朗肯循环分析表明：采用对二甲苯工质的循环热效率最高，而以苯为工质的热效率最低。 2001年意大利巴里理工大学Maizza等人报道了l1种常见的氟利昂类单质及9种混合制冷剂的热物理性质，并在蒸发温度为80～110℃，冷凝温度为35～60℃时，对它们在有机朗肯循环系统中的效率进行计算，计算结果显示单质中R123、R12g，混合物中R401C效率最优。 2007年波兰学者Borsukiewicz—Gozdur等人对地热水温在35～110℃的地热有机朗肯循环机组也进行了研究，得出以下结论：当工质的临界温度与最高水温接近时，使用该工质的系统效率较高；使用丙烯和R245fa作为工质时系统效率较高，在水温为100℃时分别为14．6％和14．1％。
低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术 引言 废弃物排放的优点。 (ORMAT)公司利用低温热源的有机朗肯循环(Orga nic Rankine Cyck ，简称()RC)纯低温余热发电技术。该技术有别于常规 技术，其特点是：不是用水作为工质，而是使用低沸点的有机物作为工质 来吸收废气余热，汽化，进入汽轮机膨胀做功。 1.低沸点的有机物 在一个大气压下，水的沸点足100 C,而一些有机物的沸点却低于水的沸 点，见表I 。 有机物的沸点与压力之间存在着对应关系，以氯乙烷为例，见表 2。水的 沸点与压力之间对应关系见表 3。 1 几种有机狗的游直￡廈 5 作者: 来源: 更新日期：2007-3-19 我国水泥厂的余热发电, 先后经历高温余热发电、带补燃炉的中低温余热 发电和纯低温余热发电 3个阶段。纯低温余热发电与带补燃的中低温余热 发电相比，具有投资省、 生产过程中不增加粉尘、废渣、 N0。和S0。等 本文介绍以色列奥玛特
*2 ?乙?沸点与a力的5F）fl关系 *3 由表2和表3可见，氯乙烷的沸点比水低，蒸气压力很高。根据低沸点有机工质的这种特点，就可以利用低温热源来加热低沸点工质，使它产生具有较高压力的蒸气来推动汽轮机做功。 2ORC纯低温余热发电在地热发电方面的应用 0RC纯低温余热发电技术在我国地热发电方面已得到初步应用，我国目前已经勘测发现的地热田均属热水型热储。热水型资源发电采用的热力系统主要有两种，即扩容（闪蒸）系统和双工质循环系统。西藏羊八井地热电站, 热水温度145 C,采用二次扩容热力系统，汽轮机（青岛汽轮机厂设计制造 D3 一1. 7/0. 5型地热汽轮机发电机组）单机容量3000W , 3000W / m in , 一次进汽压力182kPa ,温度115 C,二次进汽压力54kPa ,温度8「C, 额定排汽压力为10kPa。双工质循环系统中，地热水流经热交换器，把地热能传递给另一种低沸点丁质，使之蒸发产生蒸气，组成低沸点工质朗肯循环发电。双工质循环机组，其热效率高，结构紧凑。我国的小型双工质 循环系统地热电站一一辽宁营口熊岳试验电站的装机容量 2 XJ00KW，利
太阳能有机朗肯循环发电系统设计 1背景： 太阳能是可再生的绿色能源。白天，在标准太阳光照下，即大气质量AM1.5、温度为25℃的条件下，辐射强度为1000W/m2，如果可以把这些能量用来发电，我们的能源紧张的问题肯定能得到缓解。若发电效率达到一定值，肯定能解决能源紧张和现有的化石燃料污染环境的问题 近年来，有机朗肯循环的研究工作正在大力进行，它是利用低温热源的热量输出机械能或发电的理想方式。可利用的热源种类包括：太阳能、生物质能、地热能以及工厂发热等。与朗肯蒸汽动力循环相似，不同的是有机朗肯循环使用的工质是有机物，因此相对于蒸汽循环，工质的蒸发温度可以减低。Fenton 等介绍了利用以R113 为循环工质，利用太阳能发电灌溉的系统[1]。有机朗肯循环的经济性直接决定于循环工质的热力学性质。因此应该选择合适的循环工质，评价标准包括循环效率高、排气比容小、工作压力正常及环境友好等。有些学者针对循环工质的评价标准，做出了相关的探讨。不同的循环工质需要单独的设计循环设备，从而决定循环设备投资大于运行费用。对于实际运行而言，有机工质的性质如环境友好性、化学稳定性等对有机朗肯循环也具有重要的影响。 在有机朗肯循环发电中，有机工质的选择是很重要的一点。有机朗肯循环工质的选择应尽量满足以下要求: (1) 工质的安全性( 包括毒性、易燃易爆性及对设备管道的腐蚀性等) . 为了防止操作不当等原因导致工质泄漏, 致使工作人员中毒, 应尽量选择毒性低的流体. (2) 环保性能. 很多有机工质都具有不同程度的大气臭氧破坏能力和温室效应, 要尽量选用没有破坏臭氧能力和温室效应低的工质, 如HFC 类、HC 类、FC 类碳氢化合物或其卤代烃. (3) 化学稳定性. 有机流体在高温高压下会发生分解, 对设备材料产生腐蚀, 甚至容易爆炸和燃烧, 所以要根据热源温度等条件来选择合适的工质. ( 4) 工质的临界参数及正常沸点. 因为冷凝温度受环境温度的限制, 可调节范围有限, 工质的临界温度不能太低, 要选择具有合适临界参数的工质. ( 5) 工质廉价、易购买. 2工作原理： 有机朗肯循环系统包括泵、蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器等。集热器吸收太阳辐照，集热器内换热介质温度升高，换热介质通过蒸发器把热量传给有机工质。有机工质在蒸发器中定压加热，高压的气态有机工质进入膨胀机膨胀做功，带动发电机发电；膨胀机尾部排出的有机工质进入冷凝器中定压冷凝，冷凝器出口的有机工质经过泵加压后进入蒸发器完成一次发电循环。
２００６．Ｎｏ．８ 水泥 ＣＥＭＥＮＴ １）由于煤风、 净风入窑时的速度差别大，涡流作用增强，使空气与煤粉很好地混合，火焰温度高，辐射能力强，改善了煤粉燃烧的特性，降低热耗，熟料烧成煤耗由３６０ｋｇ／ｔ降至２９０ｋｇ／ｔ； ２）一次风量仅１２％左右，比原来的３０％降低了１８％左右，有效地利用二次风，大幅度地提高了窑的 热效率； ３）火焰形状不散无分支，有刚度，二次风对它没 有影响； ４）火焰不冲击窑皮，不损伤窑耐火材料，有利于 减少窑内结圈； ５）火焰热力集中，便于烧成带温度的提高，有利 于熟料的煅烧，提高了熟料的质量； ６）火焰伸缩自如，调整灵活，工艺人员可根据工 艺的需要调整出合适的火焰形状，保证了熟料的质量，有利于窑的热工制度及正常操作的稳定。 （编辑 顾志玲） 中图分类号：ＴＱ１７２．６２５．９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２－９８７７（２００６）０８－００１３－０３ ０引言 我国水泥厂的余热发电，先后经历高温余热发 电、带补燃炉的中低温余热发电和纯低温余热发电 ３个阶段。纯低温余热发电与带补燃的中低温余热 发电相比，具有投资省、生产过程中不增加粉尘、废渣、ＮＯｘ和ＳＯ２等废弃物排放的优点。 本文介绍以色列奥玛特（ＯＲＭＡＴ）公司利用低温热源的有机朗肯循环（ＯｒｇａｎｉｃＲａｎｋｉｎｅＣｙｃｌｅ，简称ＯＲＣ）纯低温余热发电技术。该技术有别于常规技术，其特点是：不是用水作为工质，而是使用低沸点的有机物作为工质来吸收废气余热，汽化，进入汽轮机膨胀做功。 １低沸点的有机物 在一个大气压下，水的沸点是１００℃，而一些有 机物的沸点却低于水的沸点，见表１。 表１ 几种有机物的沸点温度 ℃ 有机物的沸点与压力之间存在着对应关系，以氯乙烷为例，见表２。水的沸点与压力之间对应关系见表３。 表２ 氯乙烷沸点与压力的对应关系 表３ 水沸点与压力的对应关系 由表２和表３可见，氯乙烷的沸点比水低，蒸气压力很高。根据低沸点有机工质的这种特点，就可以利用低温热源来加热低沸点工质，使它产生具有较高压力的蒸气来推动汽轮机做功。 ２ＯＲＣ纯低温余热发电在地热发电方面的 应用 ＯＲＣ纯低温余热发电技术在我国地热发电方面已得到初步应用，我国目前已经勘测发现的地热 田均属热水型热储。热水型资源发电采用的热力系统主要有两种，即扩容（闪蒸）系统和双工质循环系统。西藏羊八井地热电站，热水温度１４５℃，采用二次扩容热力系统，汽轮机（青岛汽轮机厂设计制造 Ｄ３－１．７／０．５型地热汽轮机发电机组）单机容量３０００ｋＷ，３０００ｒ／ｍｉｎ，一次进汽压力１８２ｋＰａ，温度１１５℃，二次进汽压力５４ｋＰａ，温度８１℃，额定排汽压力为１０ｋＰａ。双工质循环系统中，地热水流经热 交换器，把地热能传递给另一种低沸点工质，使之蒸发产生蒸气，组成低沸点工质朗肯循环发电。双工质循环机组，其热效率高，结构紧凑。我国的小型 双工质循环系统地热电站———辽宁营口熊岳试验电站的装机容量２×１００ｋＷ，利用地热水（水温 低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术 张 红 （云南电力职工大学，云南昆明 ６５００３３） 氯乙烷 正戊烷 异戊烷 环戊烷 １２．４３６２８４９ 压力／ｋＰａ１０１．３２５１６２．１２３５４．６３８４４５．８３沸点／℃ １２．４ ２５ ５０ ６０ 压力／ｋＰａ３９．２２７４９．０３３６８．６４７１０１．３２５沸点／℃ ７５．４ ８０．９ ８９．５ １００ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １３－－
朗肯循环 简单蒸汽动力装置主要设备有蒸汽锅炉、汽轮机、给水泵和冷凝器等。 水首先在锅炉中吸收热量汽化和过热，形成高温、高压的过热蒸汽。过热蒸汽被送至汽轮机，在其中绝热膨胀作功。在汽轮机出口，工质达到低压湿蒸汽状态，称为乏汽。乏汽被送至冷凝器内定压冷却，重新凝结成水。最后，由给水泵加压后送回锅炉加热而完成一个循环。 朗肯循环： 蒸汽动力装置的实际工作循环可以理想化为由两个可逆定压过程和两个可逆绝热过程组成的理想循环，即朗肯循环，也称为简单蒸汽动力装置循环。如图所示： 如左图所示，0-1为工质在锅炉内定压吸热过程，过程中工质吸热q 1=h 1 -h ，可 用h-s图上的线段长度a来表示；1-2为汽轮机内绝热膨胀过程，过程中汽轮机 中作出轴功 (W s,T ) 1-2 =h 1 -h 2 ，可用h-s图上的线段长度b来表示；2-3为定压放热 过程，工质放热 |q 2|=h 2 -h 1 ，可用h-s图上的线段c来表示；3-4为工质在水泵 内的绝热加压过程，过程中给水泵消耗轴功 (W s,p ) 3-1 =h -h 3 ，可用h-s图上的线段 长度d来表示。 过程的循环净功为：
朗肯循环的热效率可表示为： 若忽略给水泵消耗的轴功，则朗肯循环的热效率公式可近似地表示为： 朗肯循环热效率的分析： 提高循环的平均加热温度及降低循环的平均放热温度，均可提高朗肯循环的热效 率。具体措施是提高蒸汽的初温t 1、初压p 1 ，降低乏汽的压力p 2 。 ①提高蒸汽初温对热效率的影响： 当蒸汽的初压p 1及乏汽的压力p 2 不变时，而蒸汽的初温由t1提高到，则如右图 所示，平均加热温度要升高，即 T' m1>T m1 ，而放热温度T 2 不变，则朗肯循环的热 效率得到提高。 此外，蒸汽的初压不变而蒸汽的初温提高时，如右图所示，则绝热膨胀终了状态2'比原状态2有较大的干度。这有利于减少汽轮机内部的功耗散，也有利于改善汽轮机叶片的工作条件。但另一方面，为提高蒸汽的初温，则要求锅炉过热器所用材料具有较好的耐热性。 ②提高蒸汽初压对热效率的影响： 当蒸汽的初温T 1及乏汽的压力p 2 不变时，而蒸汽的初压由p 1 提高到，则如左图
第18卷第2期肩淹f寶；爾 2 0 18 年 2 月 REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING 12-16 太阳能有机朗肯循环热发电研究进展 张永峰王子龙 (上海理工大学，能源与动力学院） 摘要有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle，简称ORC)足利用低沸点的有机物作为工质推动透平做功 的朗肯循环，ORC技术能够有效的利用低品位热能。太阳能是一种清洁％普遍存的、巨大的低品?能源。 ORC技术与太阳能结合，对曹能减排，降低化石能源依赖，优化能源供给结构具有重要的现实意义。本文 在分析总结国内外相关研究成果的基础上，分析了太阳能集热系统的主要影响因素以及有机朗肯循环系统 中的关键因素对于循环性能的影响。 关键词太阳能；有机朗肯循环；集热系统；循环性能影响因素 Research progress of solar thermal power generation Organic Rankine Cycles Zhang Yongfeng Wang Zilong (University of Shanghai for Science and Technology, School of Energy and Power Engineering) ABSTRACT The organic Rankine cycle(organic Rankine cycle，ORC) is applied to drive the turbine to do work with the organic low boiling point refrigerant, ORC technology can effectively use the low-grade heat. Solar energy is a kind of clean, widespread and huge low-grade energy. The combination of ORC technology and solar energy has an important significance for energy conservation and emission reduction, reduction of fossil energy de- pendence? and optimization of energy supply structure. Based on the analysis of relevant research results published by domestic and foreign researchers? main factors affecting the analysis of solar heating system and the key factors in organic Rankine cycle system in effect on cycle performance were studied. KEY WORDS solar energy ； organic rankine cycle ； thermal system ； circulation performan- ce factors 随着化石能源的不断消耗以及自然环境的不 断恶化，人们越来越重视可再生能源和清洁能源的开发和利用。而太阳能是蕴藏最丰富的可再生能源之一[1]，拥有广阔的研究前景，我国的太阳能 资源又相当丰富[2_5]，合理应用有利于缓解当前的能源问题。太阳能虽然具有资源分布广泛，总量 巨大，清洁的特点，但同时也存在单位面积能暈密度低，资源存在间歇性，受昼夜、天气、季节等影响 巨大，空间分布不断变化的局限性。相比于常规能源，太阳能的局限性使得对其充分利用更加困难。 目前，世界上太阳能发电技术主要有光伏发电和聚焦型太阳能光热发电。光伏发电由于光伏电池本身的成本较高，并且效率低，目前只适用于 小规模或家庭用户发电。与光伏发电相比，太阳 能热发电在经济性能、技术及环保等众多方面具有较大优势，从长远角度看，光热发电比光伏发电 更加理想。 传统的高温太阳能光热发电系统通常采用水蒸气朗肯循环，水蒸气的热力特性决定了当热源温度低于371 °C时，系统运行的经济性显著下降. 为保障热源温度，系统需要采用大面积、高聚焦比 的聚焦集热方式，这会使系统的运行维护更加复杂，造价昂贵。由于热源温度高，系统通常采用熔 盐进行蓄热，但熔盐的熔点高，夜间需要保温，电站的寄生耗电高[_。 收稿日期：2〇17-〇9-15 作者简介：张永峰，在读研究生，研究方向为太阳能有机朗肯发电。