基于变温度热源的ORC发电系统的优化分析

李慧君，蒋长辉，范 伟

（华北电力大学 能源动力与机械工程学院，河北 保定 071003）

0 引言

有机朗肯循环（organic rankine cycle，ORC）发电技术利用有机工质在低温热源下产生蒸汽驱动膨胀机做功，可高效利用中低品位余热。根据我国工业余热“温度对口、梯级利用”的用能原则[1]，ORC发电技术在工业余热利用中具有广阔的应用前景。为使ORC发电技术实现大范围的推广应用，国内外众学者仍在不断的研究探索[2]。

许多学者通过建立综合目标函数实现对系统的优化。文献[3]在120 ℃～200 ℃的热源温度下，以电力生产成本、成本回收期为优化目标，经过参数优化发现，随着工质临界温度的升高，蒸发器中的最佳夹点温差有减小的趋势，而冷凝器中的最佳夹点温差几乎保持不变。文献[4]建立了结构参数和系统操作参数同步优化的换热设备多目标优化模型，采用R245fa为工质和板式换热器，以效率和比投资成本为优化目标，利用遗传算法进行多目标优化，获得最佳运行参数和换热器结构参数。文献[5]以循环输出净功、㶲效率、投资回收期和环境影响负荷作为目标函数，构建了不确定性多目标优化模型。并指出，当热源参数变化幅度较大时，ORC系统的最优蒸发温度受热源参数变化幅度的影响较大。文献[6]以热效率和PER作为优化目标，引入MODA算法对工质的最佳循环参数进行寻优，发现透平效率随蒸发温度增加单调减少，随冷凝温度增加单调增加。

HFOs类工质作为新一代环保工质，许多学者针对其在ORC系统中的应用展开了研究。……