有机工质余热发电技术的研究进展及其应用前景.pdf

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1、第31卷第1期能源技术Vo1．31No．12010年2月ENERGYTECHNOLOGYFeb．2010有机工质余热发电技术的研究进展及其应用前景王亮。，李清海。，蒙爱红lI。，张衍国。(清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室，100084；清华大学一阳光基业节能减排研发中心，100084)摘要：工业余热、太阳能热、地热、生物质能、海洋温差等都是低品位热源，有机朗肯循环(ORC)可以有效提高低品位热源的利用效率。提高ORC效率的关键是根据应用对象的特点选择合适的有机工质，国内外学者对各种领域内应用的ORC工质进行了大量深入的工作，并且取得很多成果，我国低温

2、余热资源十分丰富，而能源利用率却不高，采用ORC提高能源回收以及利用率，在我国各行各业在都有着广阔的应用前景。关键词：有机工质；朗肯循环；余热发电中图分类号：TKll+5文献标志码：B文章编号：1005—7439(2010)01—0009—06ReviewofWasteHeatRecoveryforPowerGenerationWithOrganicRankineCycleWANGLiang，LIQing-hai。MENGAi-hong，ZHANGYan-guo(Key1aboratoryforThermalScienceandPowerEngineerin

3、gofMinistryofEducation，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China；TsinghuaUniversity-SunwiseJointR&DcenterforindustrialEnergy-savingandEmission-reducingTechnology，Beijing，100084，China)Abstract：OrganicRankineCycle(ORC)caneffectivelyimprovetheutilizationefficiencyoflow-gradeheatsourcesuc

4、hasintheindustrialwasteheatrecovery，solarthermalpower，geothermalpowertbiomasspowergenerationandoceanthermalenergypowergeneration，eta1．AppropriateorganicworkingfluidisthekeytoimprovetheORCefficiencyandin-depthstudyhasbeendoneallovertheworld．InChinatheenergyconsumptionishuge，howe~，er

5、，itsutilizationefficiencyisquitelow．TheORC(OrganicRankineCycle)hasbroadapplicationprospectsintheenergyrecovery．Keywords：organicfluid；organicrankinecycle；wasteheatpowergeneration有统计指出，人类所利用的热能中有509／6最终17～67，其中可回收利用的余热资源约为余热以低品位废热的形式直接排放[1]，随着全球能源形总资源的60，研发和推广有机朗肯循环技术将有势日益严峻，对余热资源利用的

6、研究也越来越受到助于我国的节能减排，实现可持续发展。本文将介重视，各种新技：不断出现，有机朗肯循环(Organic绍有机朗肯循环的一些技术关键，特别是各种工质RankineCycle，ORC)就是回收低品位热能的有效在各个应用领域内的研究进展，并对我国利用ORC技术途径之一，近年来利用ORC热机发电或动力技术进行余热发电的潜力进行一些分析。回收的技术发展得十分迅速。据报道，全世界已有l有机朗肯循环及有机工质2O多家公司建造了2150余套有机朗肯循环装置，有50种不同的类型，使用16种不同的工质[]，并1．1有机朗肯循环简介且已生产出单机容量为14MW的ORC

7、发电机组。朗肯循环主要包括等熵压缩、等压冷凝、等熵膨我国是一个能源生产和消费大国，但能源使用率却胀以及一个等压吸热过程。可以用来制热，也可以不高，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的用来制冷，传统的朗肯循环以水为工质。图1是由·9·王亮等：有机工质余热发电技术的研究进展及其应用前景泵、锅炉、汽轮机和冷凝器组成的最简单的蒸汽动力ORC常用的有机工质有氟里昂、丙烷、丁烷、氯朗肯循环系统示意图。乙烷、氨等，其中丙烷、丁烷来源方便，价廉，但系统密封性能要求较高；使用氨时系统压力要求较高[；而氟里昂CFC类工质因为会破坏臭氧层，受蒙特利亚协议的制约今后不会有大规模使

8、用。不同有机工质有不同的工作温度，例如采用氟利昂R1