ORC發電的原理是以沸點遠低于水的有機物質(如丁烷、氯乙烷或氟利昂等[8])為工質，有機工質在熱力設備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮4個過程，使熱能不斷轉化為機械能，帶動發電機產生電能，發電裝置的循環系統由換熱器、汽輪機、冷凝器和給水泵組成[9]。ORC的具體過程為：機泵送來的有機工質在換熱器中經低溫余熱加熱后成為過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機，將熱能轉化為機械能，過熱蒸汽釋放出熱能后溫度、壓力均降低，成為乏汽，由冷凝器冷凝為液態，再經機泵升壓，完成一個循環。因為有機工質的常壓沸點遠低于水的常壓沸點(100℃)，使得該有機工質在較低溫度下就可以汽化，因此可以充分利用低溫余熱作為熱源進行發電。有機朗肯循環發電，降低環境污染的有效途徑。北京高效磁浮渦輪ORC發電裝置

有機朗肯循環是一種新型環保型的發電技術，由蒸發器、膨脹機、冷凝器和工質泵組成，如下圖所示。有機朗肯循環的工質是低沸點、高蒸汽壓的有機工質，工質在蒸發器中從低溫熱源中吸收熱量產生有機蒸氣，進而推動膨脹機旋轉，帶動發電機發電，在膨脹機做完功的乏氣進入冷凝器中重新冷卻為液體，由工質泵打入蒸發器，完成一個循環。它可利用的低品位能主要有：工業余熱、地熱、太陽能、生物質能、液化天然氣的冷能回收。有機朗肯循環發電技術與常規水蒸汽朗肯循環發電技術相比，具有如下優點：效率高，系統構成簡單；不需設置真空維持系統；通流面積較小，透平尺寸小；使用干流體時，余熱鍋爐中不必設置過熱段，工質蒸汽直接以飽和氣體進透平膨脹做功；可實現遠程控制，運行成本很低；單機容量范圍廣；系統部件、設備可實現標準模塊化生產，降低了制造成本。北京高效磁浮渦輪ORC發電裝置ORC技術與常規的水蒸氣朗肯循環相比有很多優點。

有機朗肯循環（OrganicRankineCycle，簡稱ORC）是以低沸點有機物為工質的朗肯循環，主要由余熱鍋爐（或換熱器）、透平、冷凝器和工質泵四大部分組成。由于ORC在利用低品位能源方面具有眾多的優勢，國內外的許多學者都展開了各方面的研究工作。目前對有機朗肯循環的研究主要分四個階段：第一階段：確定應用場合及工作條件，主要任務是確定有機朗肯循環應用的范圍，明確冷熱源溫度和能量負載等基本邊界條件；第二階段：進行循環基本的熱力學分析，主要任務是根據已確定循環邊界條件，結合工質的熱物性，進行熱力學分析比較，明確熱力過程，完善熱力循環設計，工質的熱物性對循環的性能其決定性作用，工質的篩選也是此階段的重要工作；第三階段：研究與實際熱源相結合的過程，在此過程中需要考慮到工質的流動性能和熱力學性能，同時對循環系統中特定的裝置部件例如透平機等的研究也需要展開；第四階段：系統的工程實際應用，主要是各種輔助設備的不斷完善和改進，包括控制軟件與輔助部件等。

工質泵是ORC低溫余熱發電系統的基本組成部分，是將冷凝器的低溫低壓液體有機工質經絕熱增壓后，高壓輸送到蒸發器入口的裝置。作為一種成熟的產品，市場上有多種工質泵。研究發現，以下泵適用于ORC低溫余熱發電系統：液壓隔膜泵，具有壓力高、適用于危險化學介質、維護簡單等特點；立式離心泵采用變頻調速、機械密封；多級離心泵可實現更高的揚程和設定壓力；多級離心泵是在離心泵級內安裝兩臺或兩臺以上具有相同功能的離心泵，相對于活塞泵等往復泵能輸送更多的流量。采用ORC技術可回收較多的熱量。

ORC余熱發電系統結構本身的優勢：可選取與有機工質氟利昂不相溶解且不會發生化學反應的導熱油，采用油與有機工質氟利昂直接接觸熱交換的方法，可進一步提高換熱效率。在缺水地區，優先使用空氣冷卻的冷凝器。ORC電廠使用的空冷冷凝器要比水蒸氣電廠使用的空冷冷凝器的體積小得多，價格也低得多。ORC發電系統與傳統低溫余熱發電系統的根本區別在于采用有機工質，所以工質特性將主導整個發電系統的結構及效率。國內外都對有機工質對于ORC系統的影響有研究，相比而言國內單單是起步階段。有機朗肯循環發電技術運行成本很低。北京高效磁浮渦輪ORC發電裝置

一般ORC發電系統選擇使用異步電機。北京高效磁浮渦輪ORC發電裝置

隨著全球性的能源緊缺和環境問題日益嚴重，通過充分利用可再生能源和工業余熱資源，從而提高能源利用效率是緩解能源和環境問題的重要方式.有機朗肯循環(ORC)是更有應用前景的低品位熱能發電技術之一.本文針對ORC系統建立了結構參數和系統操作參數同步優化的換熱設備多目標優化模型，采用R245fa為工質和板式換熱器，以效率更大和比投資成本更小為目標函數.首先分析了單個變量(蒸發壓力，冷凝壓力，過熱度，蒸發器板間距，冷凝器板間距)對系統性能的影響，然后選取了系統的運行參數(蒸發壓蒸發壓力，冷凝壓力，過熱度)和換熱器的結構參數(蒸發器和冷凝器的板長，板寬，板間距)九個參數為決策變量，利用遺傳算法進行ORC換熱設備結構與操作參數多目標同步優化，獲得多目標優化的Pareto更優前沿及對應的更優系統運行參數和更佳換熱器結構參數組合。北京高效磁浮渦輪ORC發電裝置

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