摘要
我国工业余热资源丰富，回收利用低温余热具有巨大的发展空间，已成为推进我国节能减排工作的重要内容。有机朗肯循环技术能够直接利用低沸点有机工质吸收低品位热能进行热功转换，且具有结构简单、系统效率高、环境友好和适应能力强等优点。因此，利用ORC技术回收低温余热对实现我国节能减排意义重大。 以工业低温烟气余热ORC发电系统为研究对象，建立基于热源参数的系统热力性能模型和经济性模型，分析各工质系统的热力性能与经济性指标，并对内回热式与无回热式系统性能进行对比。结果表明：以不同评价指标作为优化目标，各工质系统的最佳工况存在差异，以最小电力生产成本（LEC）为目标优化出的蒸发温度均高于最大净功率目标下的蒸发温度，相差 8-12℃左右；内回热式系统与无回热式系统在热力性能上表现相当，而内回热式系统的经济性明显劣于无回热式系统，综合来看无回热式系统优于内回热式系统。 研究过热度及窄点温差对系统热力性能与经济性的影响，计算各工质系统在各工况下的LEC，对各工质系统进行优化并分析系统参数的变化规律。结果表明：窄点温差的变化对系统热力性能与经济性有着不同的影响，存在使系统LEC具有最小值的最佳窄点温差；在相同排烟温度下，系统净功率与投资成本均随蒸发压力的提高而增加，但变化幅度存在差异，当投资成本的变化幅度与净功率的变化幅度一致时，系统LEC达到最小；干饱和工况相对于过热工况系统性能更优；计算得到各工质系统的最终优化参数，研究各工质系统最佳参数的变化规律，得出各工质系统的理想参数区间。 在各工质系统优化结果的基础上，分析系统在热源温度出现波动的情况下系统性能的变化趋势，分析各工质系统对热源温度波动的敏感度。结果表明：当热源温度偏离设计值下降时，各系统净功率减小，LEC增加；当热源温度升高时，各系统净功率增大，LEC 降低；各系统的LEC 值对热源温度变化均较为敏感，热源温度波动越大，LEC与设计工况LEC值偏差越大。其中采用R123的系统在高热源温度下系统性能优势明显，但在较低热源温度时，LEC升高较快。
NETL