文 献 综 述

一、课题背景

能源是推动人类社会发展和进步的动力。我国能源消费结构不合理，工业耗能中约有 50%的能量以低品位废热的形式被直接排放^[1]，环境污染严重。能源消费长期以来都以煤为主；能耗水平高，能源利用率低，大量的低品位余热被直接排放到环境中，不仅造成了能源浪费，也给环境带来了破坏，制约中国经济可持续发展^[2]。随着世界能源形势的威逼，针对低温能源的回收利用技术日益成为相关领域研究的热点。有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle，简称 ORC）发电技术，可以将低品位余热转换为使用方便、输送灵活的高品位电能，是提高能源回收利用效率同时也降低环境污染的有效途径；电子气体作为工作流体的流动和转换的热能转化为电能以5%到6%的效率，由于其独特的优势以及广阔的市场应用前景，已经成为”节能减排”领域研究的热点课题之一^[3][4]。

二、现有技术

现有的技术主要有^[5]有机朗肯循环发电技术、卡林纳循环发电技术、斯特林循环发电技术要针对有机朗肯循环发电技术，^[6]有机朗肯循环是以低沸点有机物，如氟利昂、烷烃类等，代替水作为循环工质的朗肯循环。低品位余热 ORC 发电系统主要是由蒸发器、膨胀机（或透平）、冷凝器、工质驱动泵等主要部件，以及阀门、管路、测量控制仪表等连接或辅助部件组成如图1,有机工质吸热后产生高压蒸汽^[7]，推动汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机运转发电。

相比于传统的循环发电系统，ORC发电系统不同之处是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术，技术简单、热回收性能好及透平尺寸小、无湿燕汽区等特点,特别适用于低温和中、小容量的能量回收循环工质的沸点比水的沸点要小,因此有着较低的蒸发压力,冷凝压力较低，对热源的利用效率也有提高，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，NO_x，SO₂的排放，节能环保，设备简单，节省燃料，提高了经济效益^[8]~[13]。

三、有机朗肯技术的研究现状