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。ORC余熱發電系統密封性良好。蘭州orc低溫余熱發電技術

根據包鋼薄板廠寬厚板2號加熱爐的高溫煙氣參數，采用多級軸流ORC透平發電機組對該加熱爐的高溫煙氣熱能進行回收發電，機組發電工藝為：高溫煙氣與熱水換熱，再將熱水引入蒸發器與有機工質R245fa換熱，產生R245fa蒸汽推動ORC膨脹機膨脹做功并帶動發電機發電，膨脹機膨脹后的乏汽進入蒸發式冷凝器冷凝成液態，經工質泵進入預熱器預熱后進入蒸發器再次蒸發成氣態。該機組采用高效軸流反動式透平膨脹機和同步發電機，整個機組采用集散設計，透平膨脹機的設計技術較成熟，單機能實現小功率到大功率的任意設計。蘭州orc低溫余熱發電技術ORC對較低溫度熱源的利用有更高的效率。

國外對于低溫余熱的研究開始于20世紀70年代，其中對ORC系統進行研究的更早，早在20世紀20年代初期，就有人開始研究使用苯醚為工質的有機朗肯循環系統。通過對國內外大部分ORC系統設備生產商及相應的技術參數的分析和研究，發現ORC系統比較適合用于300℃以下的余熱熱源.工業余熱資源回收潛力和余熱發電環保效應巨大，美國公司曾經建造了利用煉油廠為余熱（110℃）的ORC系統，該系統運用單級向心透平，有機工質為R113，輸出功率約為1174KW。美國公司和日本曾建造了以工業廢熱為熱源的ORC系統，更終取得了良好的社會和經濟效益。

ORC應用領域及經濟性分析：生物質發電，生物質在農業、工業領域如木材廠、農業廢棄物中普遍存在。但是由于實現清潔生物質能燃燒的投資比傳統的燃料投入更大，所以對于小型生物質發電廠，其發電成本并沒有太大競爭力，可以通過熱電聯產的方式來實現投資盈利。因此，為了實現高效率轉換，生物質熱電聯產電廠通常是由熱需求，而不是電力需求來驅動的。通常，一個典型的生物質熱電廠的裝機規模在發電功率1~2MW左右，同時可提供6~10MW的熱功率。使用有機朗肯循環可以用有機工質將低溫余熱回收后進行發電。

有機朗肯循環(ORC)在中低溫熱能回收領域有著普遍的應用，但在中低溫范圍內很多熱源工況存在較強的波動，如太陽熱能，工業或內燃機煙氣余熱等。ORC系統在變工況熱源驅動下可能會產生如下問題：系統吸熱過多導致系統內溫度、壓力過高，工質裂解；系統吸熱不足而導致膨脹機液擊，系統無法正常運行。因此，研究ORC系統在變工況熱源下的動態運行情況變得十分重要。以ORC系統在變工況熱源下的動態特性為主要研究對象，采用實驗研究與仿真模擬相結合的研究方法。ORC發電機組的裝機容量和對電網的運用范圍更廣。蘭州orc低溫余熱發電技術

有機朗肯循環發電技術透平尺寸小。蘭州orc低溫余熱發電技術

在ORC低溫余熱發電系統中，有機工質的研究和選擇是更重要的內容之一，因為有機工質的物理性質對熱源的回收效率起著決定性的作用，并對系統組件的設計難度有重要影響。例如，工質的冷凝壓力高，會導致密封系統設計難度高。由于ORC系統回收的是低溫余熱，為了使工作介質在較低溫度下汽化，應采用沸點較低的有機工作介質。同時，低沸點有機工作介質還應具有以下理想特性：低臨界壓力和臨界溫度，良好的干濕性能，低粘度，低表面張力，高循環效率，較高的安全性和環境友好性，根據機器運行環境，合理選擇國內主流出色有機工質作為ORC機組運行工質。蘭州orc低溫余熱發電技術

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