ORC发电的原理是以沸点远低于水的有机物质(如丁烷、氯乙烷或氟利昂等[8])为工质，有机工质在热力设备中不断进行等压加热、绝热膨胀、等压放热和绝热压缩4个过程，使热能不断转化为机械能，带动发电机产生电能，发电装置的循环系统由换热器、汽轮机、冷凝器和给水泵组成[9]。ORC的具体过程为：机泵送来的有机工质在换热器中经低温余热加热后成为过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机，将热能转化为机械能，过热蒸汽释放出热能后温度、压力均降低，成为乏汽，由冷凝器冷凝为液态，再经机泵升压，完成一个循环。因为有机工质的常压沸点远低于水的常压沸点(100℃)，使得该有机工质在较低温度下就可以汽化，因此可以充分利用低温余热作为热源进行发电。有机朗肯循环发电，降低环境污染的有效途径。北京高效磁浮涡轮ORC发电装置

有机朗肯循环是一种新型环保型的发电技术，由蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵组成，如下图所示。有机朗肯循环的工质是低沸点、高蒸汽压的有机工质，工质在蒸发器中从低温热源中吸收热量产生有机蒸气，进而推动膨胀机旋转，带动发电机发电，在膨胀机做完功的乏气进入冷凝器中重新冷却为液体，由工质泵打入蒸发器，完成一个循环。它可利用的低品位能主要有：工业余热、地热、太阳能、生物质能、液化天然气的冷能回收。有机朗肯循环发电技术与常规水蒸汽朗肯循环发电技术相比，具有如下优点：效率高，系统构成简单；不需设置真空维持系统；通流面积较小，透平尺寸小；使用干流体时，余热锅炉中不必设置过热段，工质蒸汽直接以饱和气体进透平膨胀做功；可实现远程控制，运行成本很低；单机容量范围广；系统部件、设备可实现标准模块化生产，降低了制造成本。北京高效磁浮涡轮ORC发电装置ORC技术与常规的水蒸气朗肯循环相比有很多优点。

有机朗肯循环（OrganicRankineCycle，简称ORC）是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉（或换热器）、透平、冷凝器和工质泵四大部分组成。由于ORC在利用低品位能源方面具有众多的优势，国内外的许多学者都展开了各方面的研究工作。目前对有机朗肯循环的研究主要分四个阶段：第一阶段：确定应用场合及工作条件，主要任务是确定有机朗肯循环应用的范围，明确冷热源温度和能量负载等基本边界条件；第二阶段：进行循环基本的热力学分析，主要任务是根据已确定循环边界条件，结合工质的热物性，进行热力学分析比较，明确热力过程，完善热力循环设计，工质的热物性对循环的性能其决定性作用，工质的筛选也是此阶段的重要工作；第三阶段：研究与实际热源相结合的过程，在此过程中需要考虑到工质的流动性能和热力学性能，同时对循环系统中特定的装置部件例如透平机等的研究也需要展开；第四阶段：系统的工程实际应用，主要是各种辅助设备的不断完善和改进，包括控制软件与辅助部件等。

工质泵是ORC低温余热发电系统的基本组成部分，是将冷凝器的低温低压液体有机工质经绝热增压后，高压输送到蒸发器入口的装置。作为一种成熟的产品，市场上有多种工质泵。研究发现，以下泵适用于ORC低温余热发电系统：液压隔膜泵，具有压力高、适用于危险化学介质、维护简单等特点；立式离心泵采用变频调速、机械密封；多级离心泵可实现更高的扬程和设定压力；多级离心泵是在离心泵级内安装两台或两台以上具有相同功能的离心泵，相对于活塞泵等往复泵能输送更多的流量。采用ORC技术可回收较多的热量。

ORC余热发电系统结构本身的优势：可选取与有机工质氟利昂不相溶解且不会发生化学反应的导热油，采用油与有机工质氟利昂直接接触热交换的方法，可进一步提高换热效率。在缺水地区，优先使用空气冷却的冷凝器。ORC电厂使用的空冷冷凝器要比水蒸气电厂使用的空冷冷凝器的体积小得多，价格也低得多。ORC发电系统与传统低温余热发电系统的根本区别在于采用有机工质，所以工质特性将主导整个发电系统的结构及效率。国内外都对有机工质对于ORC系统的影响有研究，相比而言国内单单是起步阶段。有机朗肯循环发电技术运行成本很低。北京高效磁浮涡轮ORC发电装置

一般ORC发电系统选择使用异步電机。北京高效磁浮涡轮ORC发电装置

随着全球性的能源紧缺和环境问题日益严重，通过充分利用可再生能源和工业余热资源，从而提高能源利用效率是缓解能源和环境问题的重要方式.有机朗肯循环(ORC)是更有应用前景的低品位热能发电技术之一.本文针对ORC系统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，以效率更大和比投资成本更小为目标函数.首先分析了单个变量(蒸发压力，冷凝压力，过热度，蒸发器板间距，冷凝器板间距)对系统性能的影响，然后选取了系统的运行参数(蒸发压蒸发压力，冷凝压力，过热度)和换热器的结构参数(蒸发器和冷凝器的板长，板宽，板间距)九个参数为决策变量，利用遗传算法进行ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化，获得多目标优化的Pareto更优前沿及对应的更优系统运行参数和更佳换热器结构参数组合。北京高效磁浮涡轮ORC发电装置

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