ORC基本理论
ORC的火用分析
1 有机朗肯循环的㶲分析㶲是在一定的周围环境条件下，任一形式的能量中理论上能够转变为有用功的那部分能量，通过㶲分析法得出的㶲损失直接反映了装置中各部分不可逆因素引起的作功能力损失以及整个循环的作功能力损失，得出的㶲效率不仅反映了能量之间的数量关系，还表示出能的质量的有效利用程度，它可以作为判定热工过程可逆性大小和热设备的完善程度的统一质量标准。
本文分析计算取环境状态为MPa p 1.00=，K T 15.2880=。
1.1 循环的质量平衡方程∑∑=outinm m式中：∑inm——所有流入设备的物流的质量流量，1-⋅skg ；∑outm——所有流出设备的物流的质量流量，1-⋅s kg 。
1.2 循环的能量平衡方程∑∑-=-inin out out h m h m W Q式中：Q ——输入系统热量，kW ；W ——输出系统净功，kW ；in h 、out h ——系统进出口的比焓，1-⋅kg kJ 。
1.3 循环的㶲平衡方程E e m e mW E in in out oute heat ∆+-=-∑∑式中：heat E ——进入系统热量㶲，kW ；e W ——输出系统功量㶲，kW ；in e 、out e ——输入和输出系统比㶲，1-⋅kg kJ ；E ∆——系统的㶲损失,kW 。
()∑-=Q T T E heat 01()000s s T h h e ---=1.4循环的㶲分析指标利用1.3部分介绍的㶲平衡及计算，对ORC 中的各个设备进行㶲分析，评价指标计算式列于下表。
其中，㶲损失I 是工质在设备内部经历不可逆过程的内部㶲损失和由于泄漏、散热等造成的外部㶲损失的总和。
同时，以㶲效率e η来评定设备的热力学完善程度。
假定各设备与环境之间的换热量忽略不计，系统在稳态稳流状态下运行。
表1 循环各部件㶲效率关系式Tab.1 The relationship of the cycle parts exergy efficiency部件/系统㶲损失㶲损率㶲效率蒸发器Q E E E E I +-=32 Q EE I QEe E E E +=23,η 透平T T W E E I --=43 Q TE I 43,E E W TT e -=η冷凝器C C E E E I +-=14Q CE I C C e E E E +=41,η循环泵P P W E E I +-=21 QPE I PP e W E E 12,-=ηORCP C T E ORC I I I I I +++=Q ORC E I QPT ORC e E W W -=,η 表中：B A Q E E E -=——微燃机沼气发电产生的烟气㶲值，kW ；()43h h m W T -=——透平产生的功，kW ；0=C E ——冷凝器的热量㶲，kW ，因工质在冷凝器中未对外输出功，且向环境介质放热，故热量㶲为零；()12h h m W P -=——循环泵消耗的功，kW 。
ORC 各个设备的选型
四个过程： 定压吸热、绝热膨胀、定压放热、绝热加压
2. ORC 发电系统的建模
2.1 建模的几点假设条件
1）整个系统处于热平衡和稳定的流动状态，且和环境没有热量交换过程； 2）几大主要设备的流动阻力、压力损失暂时忽略不计； 3）各个设备的机械效率和绝热效率取为定值； 4）离开蒸发器、冷凝器的工质为饱和状态（即无过热和过冷的过程）。
3、ORC 发电系统的实验研究
3.1 实验系统装置介绍
3.1 实验设备选型
1 蒸发器选型：
选用山东水龙王集团有限公司型号为 BR‐001‐1.6‐0.7 的板式换热器 参数为：结构尺寸
单板换热面积 板片数量 换热面积
型号
设计压力 设计温度 最大处理流量 接管口径 板片材料 密封垫片材料
2 冷凝器选型：
单板换热面积 板片厚度 板片数量 换热面积
设计压力 设计温度 最大处理流量 接管口径 板片材料 密封垫片材料 夹紧尺寸 设备长度 设备重量
型号
3 涡旋式膨胀机选型
不锈钢 SUS316
4 工质泵及电机的选型
选用海南南方特能水泵制造有限公司 KDL 立式单级空调制冷泵，型号为：200KDL400‐32‐A
(1.2)
蒸发器的能量平衡方程：
( ) ( ) Qevap = m热CP T9 − T11 = m工质 h1 − h5
(1.3)
变频工质泵的功率：
( ) WPump = m工质 h5 − h4
(1.4)
涡旋式膨胀机的输出功率：
( ) WTur = m工质 h1 − h2
(1.5)
1、蒸发器预热段模块 5‐6 的控制方程
测量设备 热电偶
化学热力学方法对有机工质热稳定性的预测与实验验证
化学热力学方法对有机工质热稳定性的预测与实验验证摘要利用150~350℃热源范围的中高温有机朗肯循环在可再生能源和工业余热利用领域具有广泛的应用前景。
但是在中高温热源温度下，有机工质可能会发生热分解，因此热稳定性成为中高温有机朗肯循环工质筛选的首要限制条件。
由于适合于有机朗肯循环的工质多达上百种，对其一一进行热稳定性实验是不现实的，因此本文提出一种化学热力学方法来对有机工质的热稳定性进行预测。
首先通过理论分析给出可能的反应途径；再选择吉布斯函数作为指标，计算各反应中△G=0时的温度，以最小值T g作为表征热稳定性的参数。
通过与已有的实验结果比较，发现不同有机工质T g值的相对大小关系与热分解温度的相对大小关系基本一致。
使用化学热力学方法对正己烷和R152a两种工质的热分解温度范围进行预测并设计实验进行验证，实验结果与预测结果相符合。
关键词：有机朗肯循环；热稳定性；化学热力学；吉布斯函数0 前言有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）是一种具有广泛应用价值的热电转换技术，目前在太阳能、地热、生物质能和工业余热利用等领域都有着良好的应用前景[1~4]。
有机朗肯循环适用的热源温度范围很广，当热源温度比较低时，系统的热效率会受到热源温度的限制，从而造成整个系统的经济性的下降。
因此目前利用150~350℃热源范围的中高温有机朗肯循环受到广泛的关注，被认为是有机朗肯循环技术今后发展的重要方向之一。
但是在较高的热源温度下，有机工质就可能会发生热分解。
工质一旦在系统中发生分解，产生的不凝性气体可能造成冷凝压力的提高，引起系统输出的下降；产生的固态产物可能会覆盖在换热器表面影响换热，甚至可能堵塞管道或者损毁活动部件，影响系统的安全运行[5]。
因此在中高温有机朗肯循环的工质筛选研究中，有机工质的热稳定性应该是首先要考虑的筛选条件。
目前针对有机工质热稳定性的研究，主要集中在热分解实验方面。
Calderazzi 等[6]以不同温度下有机工质的压力变化和反应前后饱和蒸汽压的变化作为是否发生热分解的判断依据，对R134a、R141b、R13I1、R7146和R125等有机工质的热稳定性进行了实验研究。
orc存储原理
orc存储原理摘要：1.ORC 存储原理概述2.ORC 文件格式与数据存储结构3.ORC 存储的优势与应用场景4.ORC 的未来发展趋势正文：【ORC 存储原理概述】ORC（Optimized Row Columnar）存储原理是一种面向列存储的高效数据存储技术。
与传统的行存储格式相比，ORC 存储原理可以大幅提高数据压缩率和查询性能，特别是在数据仓库和大数据分析领域具有广泛的应用前景。
【ORC 文件格式与数据存储结构】ORC 文件格式是一种高效的列式存储格式，其主要特点包括：1.列式存储：数据按照列的方式进行存储，可以减少数据在查询过程中的I/O 操作，提高查询效率。
2.数据压缩：ORC 支持多种数据压缩算法，可以在存储过程中对数据进行压缩，降低存储成本和提高查询性能。
3.数据编码：ORC 支持多种数据编码方式，如字典编码、位图编码等，可以有效减少存储空间和提高查询速度。
4.存储属性：ORC 文件中可以存储有关表结构、数据统计信息等元数据，方便数据分析和查询。
【ORC 存储的优势与应用场景】ORC 存储原理具有以下优势：1.高压缩率：ORC 文件格式支持多种压缩算法，可以在保证数据完整性的前提下实现较高的压缩率。
2.快速查询：ORC 存储原理采用列式存储结构，可以减少查询过程中的I/O 操作，提高查询速度。
3.节省存储空间：通过数据压缩和编码技术，ORC 文件格式可以有效降低存储成本。
ORC 存储原理在以下场景中具有较好的应用前景：1.数据仓库：在数据仓库中，ORC 存储原理可以提高数据压缩率和查询性能，降低存储成本。
2.大数据分析：在大数据分析场景中，ORC 存储原理可以加速数据处理和分析过程，提高分析效率。
3.云计算：在云计算环境中，ORC 存储原理可以有效降低存储成本，提高云计算资源的利用率。
【ORC 的未来发展趋势】随着大数据和人工智能技术的发展，ORC 存储原理在未来将面临更多的应用场景和挑战。
ORC发电技术及应用PPT课件
2.7 循环方式
T
6
1
5
2
2'
4
3
S
采用无过热、回热 T-s图
T
8
1
7T 6
5
2 2' 3 4
S
采用回热的T-s图
T
2
7 1
3
6
3&-s图
T
2
9 1
8 7
6
3 3' 4 5
采用过热、回热的T-s图 S
2.8 回热及过热的影响
净功率(kW)
净功率(kW)
800 700 600 500 400 300 200 100
流面类型定义 流面径向位置定义
吸力边定义 中弧线定义 压力边定义
子午流道轮廓形状定义 流面定义
积叠规律定义 二维叶型定义 其他特性定义
轮毂端壁定义 机匣端壁定义 轴向积叠线定义
积叠点定义 轴向积叠线定义 压力边尾缘钝头定义 吸力边尾缘钝头定义
叶片参数化拟合过程
4.2 向心式透平特点
➢ 进汽管道损失比轴流式透平小
3.4 单螺杆膨胀机
3.5 双螺杆膨胀机
容积式，基本结构是由一对阴、阳螺杆转子和壳体组成。 进气、膨胀、排气，热流体（蒸汽、热液或汽液两相流体） 进入螺杆齿槽A，热流体能量推动阴阳螺杆向相反方向旋转 到B、 C、D，齿槽容积增加，热流体降压膨胀作功，最后 从齿槽E排出，实现将热能转换成机械能，从主轴阳螺杆输 出，驱动发电机可发电；直接驱动负载可替代电动机节约 电力。
环境友 好 (是/否) 否 否 是 否
—— 否
—— 是 否 是
2.2 有机工质的饱和蒸气曲线
2.3 工质特性
➢ 有良好的热力学性能，相同的余热资源条件下， 应提供更多的动力；
低温余热发电(ORC)综述
低温余热发电（ORC）综述作者：李刚来源：《科技尚品》2017年第07期摘要：低温余热发电技术在提高能源再利用的有效方法之一，有机朗肯循环（ORC）技术是是低温余热发电技术之一，本文主要介绍了ORC循环的系统的结构和工质的选择方法，为ORC技术研究提供参考。
关键词：低温余热发电；有机朗肯循环；系统结构；有机工质1 前言由于世界人口的增长和全球经济的快速发展，能源消耗日渐增长。
为了保护环境、維护人类良好的生存环境，开发新能源和提高能量利用效率是亟须解决的问题。
可利用再生能源如：太阳能、风能及地热能，在满足能源需求起了越来越多的作用。
而提高能源再利用有效的方法之一就是利用中低温热源的有机郎肯循环。
有机朗肯循环（organic rankine cycle，简称ORC）是低温余热发电技术之一，ORC是使用具有较低临界温度的有机物作为循环工质的朗肯循环。
2 研究现状国外有机郎肯循环主要应用在地热、太阳能、烟气余热回收等工业余热，多数文献根据热力学定律建立模型，计算不同工质和温度下的循环热效率和介绍工质的选择方法，并介绍了有机郎肯循环中的重要设备——蒸汽膨胀做功的设备的选择和设计。
工质均为饱和曲线斜率为负值或者无穷大的干流体和等熵流体。
文献中工质的选择大多为各种CFC（含氯、氟、碳的完全卤代烃）等对环境有一定破坏的有机工质，如R113、R245fa、R123等等。
个别采用氨、烷烃等对环境有好的工质。
而且文献中对工质的选择局限在某一特定的温度范围内。
追求最优系统，工质被加热到饱和状态后在膨胀做功的热效率最高，过热或者未饱和使得不可逆损失和成本增加，降低热效率和经济性。
文献还对有机郎肯循环的系统结构做了详细的介绍，对于温度较高的低温热源，为了提高能源利用率，采用常规的有机郎肯循环已不能满足需求，所以对常规ORC系统结构做了一些改进，如多级或单级抽汽回热ORC和抽汽再热ORC，并对这两种循环方式分别进行了热力分析和计算。
细胞周期的调控与控制
细胞周期的调控与控制复杂的生命体系中，各种细胞按照特定的节奏执行生长、分裂等过程，这就是所说的细胞周期。
它是生物学中一项非常重要的基础性研究领域，深入探究其调控和控制机制具有重要的理论和实践意义。
一、细胞周期的基本特征细胞周期是指细胞在其生命周期中，从一次分裂开始，到进行下一次分裂所经历的一系列生理和生化过程。
一般可以分为G1期、S期、G2期和M期四个阶段。
在其中，S期是DNA合成期，G1、G2期是生长和备份DNA的阶段，M期则是有丝分裂阶段。
细胞周期可以被分为四个主要的阶段，这四个阶段被精确地调控着，每个阶段都有特定的生物学和生化过程。
这些过程与身体生长、组织修复以及癌症等疾病的发生都有关系。
二、细胞周期的调控机制细胞周期是由众多分子机器驱动的精确的生物化学过程，是优美协调的现象。
这些过程是由一系列的细胞周期调控相互作用实现的，这些相互作用保证着细胞周期的协调和有效性。
为了高度的调控细胞周期，细胞周期过程中的分子必须精确的被正常激活和关闭。
这些激活和关闭的过程受到多种不同的因素的影响，包括蛋白质激酶，蛋白酶，细胞周期调控蛋白（CDKs），细胞周期负调控蛋白（CKIs）等。
其中CDKs是控制整个准确细胞周期的主要激酶，它们必须通过与其拮抗的抑制分子来被调节。
CDKs的活性是至关重要的，因为过度激活会导致癌症等疾病的发生。
三、细胞周期的控制机制细胞周期的控制机制是指在细胞周期过程中，一系列生物过程中发生的分子和细胞间的相互作用和控制机制。
在舒适的细胞环境中，成年细胞周期大多数时间都停留在G1期。
在逐渐接受到生长信号的情况下，细胞就开始进入周期。
这些信号由多种分子和信号途径控制，包括细胞因子、生长因子、激素、细胞-细胞相互作用等。
一旦细胞进入S期，DNA合成就会开启。
这一过程是由复制起始重复（ORC）、螺旋蛋白复合物（CMG）和DNA聚合酶等复杂的细胞分子完成的，并能够通过调节离子控制因子（ICFs）和干扰素相关的因子（IRFs）等机制受到调控。
ORC低温余热发电技术
基于有机朗肯循环的ORC低温余热发电技术伴随国际能源价格持续上涨，及对可再生能源、清洁能源的呼声日益升高，有机工质朗肯循环(Organic Rankine Cycle简称ORC)低温发电技术在国际电力工业市场已经成为一个异军突起的黑马。
典型的蒸汽动力发电系统，其工作循环可以理想化为由两个可逆定压过程和两个可逆绝热过程组成的理想循环，包括以下四个热力学过程：第一步：定压吸热过程，第二步：绝热膨胀过程，第三步：定压放热过程，第四步：绝热加压过程。
该热力循环理论是由19世纪苏格兰工程师W.J.M.Rankine提出，为纪念其取得的成就，蒸汽动力装置的基本循环亦称为为朗肯循环(Rankine Cycle)。
有机工质朗肯循环专指以低沸点(蒸发温度38度，正戊烷)氟碳氢化合物为循环工质的热力系统，ORC低温发电技术就是基于这一工作过程的发电系统，也称有机工质朗肯循环发电。
ORC低温发电技术，这里低温泛指的温度小于150度但大于90度的热源，其低温热源是工业过程废热、太阳能、海洋温差、地热等清洁能源，技术突破点在于研究更低的热源温度以驱动透平做功发电，以适应更多的工况条件。
尽管发电效率低于传统火电，但由于使用的是清洁能源及工业过程中被废弃的低品质余热，因此在国际能源市场发展迅速。
常规的化石燃料发电技术(火力发电)，即利用煤炭、重油或天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气冲转汽轮机驱动发电机来发电。
这个系统中的循环工质是除盐水，由于水的物理性质(一个大气压，100度蒸发)，因此传统电力工业追求的是更高的温度计压力，以提高发电效率，如：超临界、超超临界等。
但是提高发电效率的同时，也带来了环境污染、粉尘、气候变化等负面因素。
因此在低温发电领域，ORC与传统的发电技术相比，具备以下几个优势：1)有机工质具有良好的热力学性质，低的沸点及高的蒸气压力使0RC方法比水蒸气朗肯循环具有较高的热效率，对较低温度热源的利用有更高的效率。
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1、ORC的发展
2、ORC的系统构成及原理 3、ORC的特点 4、目前国内外研究应用现状 5、ORC应用领域 6、ORC投资估算 7、ORC、汽水朗肯循环、kalina循环的比较 8、十二五简介及发展实施规划
ORC的发展
ORC的定义：ORC（Organic Rankine Cycle）——有机物朗肯循环 是以有机物代替水作为工质，回收中低品位热能的朗肯动力循环
动力循环的初参数，但是终参数的提高及冷凝系统设备的
复杂化，也对其应用带来了不利影响。
发电量比较： 通过比较可知： 当汽轮机进口压力高于 6MPa时，Kalina才体现出 发电优势 商用Kalina循环工作压力一 般7-8 Mpa，即： 理论上，Kalina发电量可以达 到9000—10000kW 实际上，蒸汽循环发电 量可保证7000kW以上
ORC应用领域
工业余热：钢铁、水泥、化工有色金属冶炼等 温度范围70~300℃，废气，废水
产能5000t/d水泥生产线，尚未利用的150℃左右余热烟气（如窑尾电收尘器入 口），新增发电量1000kW，提高发电量10%-12%，690余条（2010）；
在冶金和钢铁企业，可回收钢铁企业的冲渣废热水（80-90℃），可以为每个 企业带来MW级的电能； 在电力行业，存在许多需要减温减压的蒸汽，如锅炉连排水余热回收潜力 巨大； 有色金属冶金，电解铝低温烟气。
国外发展历程： 研究最早始于1924年 70年代石油危机的爆发，国外进行了大量的研究 九十年代后期至今，开始广泛工程应用：以色列Ormat，美国UTC 国内发展历程： 最早始于80年代，天津大学，双螺杆膨胀机 80年代——二十世纪末，仅有少数高校，进行理论研究
二十一世纪，大量高校开始理论研究，热工专业老牌名校具备实验能力 工程应用尚属空白，仅西藏地热发电，采用Ormat的ORC技术
Kalina与汽水朗肯循环对比
系统比较：
蒸发
冷凝
由系统图可知：
由于氨水二元混合工质的采用，Kalina循环冷凝部分设备更复杂。 由T-S图可知：Kalina循环平均蒸发温度更高，相比蒸汽循环，热源损失较小
Kalina循环平均冷凝温度更高，相比蒸汽循环，冷源损失较大
通过系统及循环理论比较： Kalina循环相比蒸汽循环并不具备完全优势，虽然提高了
蒸发温度比较：
水临界温度：373.95℃
有机工质临界温度： R123： 183.68 ℃ R245fa： 154.01℃ 正丁烷：151.98 ℃ 正戊烷：196.55 ℃
常用ORC有机工质临界温度均低于200 ℃，对于余热发电系统，一 般不采用超临界循环，因此： 当余热热源温度300~350 ℃时，ORC系统最高蒸发温度不超过200 ℃，蒸汽系统可在200~250 ℃之间选择蒸发温度
发电机
冷 凝 器
冷 凝 器 工质泵
风机
锅炉给水泵
循环冷却水泵 油泵
循环冷却水泵
由于有机工质物性特点，ORC系统采用径流式汽轮机 ORC系统蒸发器一般针对液相热源设计，因此，若余热形式为烟气，通常需 要设置导热油锅炉，将热源形式进行转换 ORC系统无射抽设备，系统背压运行
系统净发电效率比较： ORC系统：适用于250 ℃以下热源，效率5%—20% 蒸汽系统：适用于300 ℃以上热源，效率20%—25% 系统自用电率比较： ORC系统：机组7%左右，系统20%左右 蒸汽系统：约为7%左右 系统安全性比较： ORC系统：若采用丁烷、戊烷等烷烃类作为系统工质，需考虑防爆要求
ORC机组——1.2万~1.3万/kW（蒸发器、冷凝器、汽轮发电机组、工质泵） 普惠280kW机组，离岸价：43万美元 增加辅助配套设备（水泥行业——中间换热器——热水型低压热水锅炉） 投资增加——1.7万~1.8万/kW 如果ORC机组设备实现国产化，成本降低——万元以下/kW
投资回收期3（设备国产，有效利用原系统风机水泵及冷凝系统）-5年
200kW Kalina 机组，相对发 电量，设备构 成复杂，占地 面积庞大。
注：热源为热 水，若为水泥 窑烟气，还需 增加中间换热 器，将余热形 式从烟气转换 为热水，设备 投资、系统复 杂程度将进一 步增加
十二五简介及发展实施规划
十二五简介： 题目：低温热源发电装置的研制 合作单位：中国船舶重工集团公司第七〇三研究所 经费分配：国拨专项资金400万，中材150万，七〇三所250万，中材自筹配 套850万 目标：针对150℃左右水泥窑余热烟气及水泥窑筒体辐射余热，采用200kW 径流式汽轮机有机工质朗肯循环系统，系统发电量150~180kW，系统效率达 到6%~8%。
（2）“三泵”泵耗较大，自用电率较高： 在应用ORC时应尽量利 用原有系统中的水泵或风机。 （3）系统只能背压运行：尚无专用抽真空设备，工质物性决定。
（4）有机工质T-S曲线
（a）干工质
（b）绝热工质
（c）湿工质
ORC多采用干工质或绝热工质，低过热度，无液击
目前国内外研究应用现状
国内研究情况： 工程应用： 目前国内ORC仅应用于西藏地热发电，工业余热领域尚无ORC应用 高校研究： 仍以理论计算为主，实验较少。 热源温度70~250℃，ORC系统理论循环效率5%~20% 工质主要选择：R245fa、R142b、R134a及R123等 具备实验能力的高校： 西安交通大学，上海交通大学及浙江大学均采用涡旋式膨胀机 北京工业大学采用单螺杆膨胀机 作坊式的实验平台，系统效率低于10%，膨胀机内效率60%左右
蒸汽循环压力1.25MPa
Kalina循环发电量优势的讨论： 应用情况：Kalina循环诞生于上世纪70年代，80，90年代少量应用于工程 实践，本世纪未知再有新建，且已投运电站也大部分关停，据知，至今为 止尚在运行的仅部分冰岛地热电站。 学者评价：由于设备构成的过于复杂，Kalina循环实际应用情况远没有理 论计算那么优秀。 投资评价：商用Kalina循环投资1.4万元/kWh以上，目前蒸汽循环的一倍以上 讨论：用超过蒸汽循环一倍的投资，得到并不能保证的发电量提高10~20%
ORC与汽水朗肯循环的比较
同以朗肯循环作为理论基础
t
2
1 4
3
s
1—2 工质在蒸发器中定压吸热，变为具有一定温度、压力的过热蒸汽 2—3 蒸汽通过透平，绝热膨胀做功，输出动力 3—4 透平排出乏汽在冷凝器中定压冷凝为液态 4—1 液态工质通过泵绝热压缩，进入蒸发器，如此往复循环
工质不同
蒸汽动力循环：水 ORC：有机工质，如R245fa、R123、正丁烷及正戊烷等
针对300~350℃余热资源：
ORC系统 蒸发温度（℃） 冷凝温度（℃） 130~170 40 蒸汽系统 200~250 40
通过比较可知，蒸汽系统由于具有更高的蒸发温度，所以系统 循环效率更高，更适用于300~350℃余热资源的回收利用
ORC适用的范围
比较可知： 有机工质气化潜热更小，即1’-2’<1-2 有机工质不需要较大的过热度，以保证工质 在透平做功过程中，避免“液击”发生，即 2’-3’<2-3 结果：当余热资源温度150~250℃时 ORC系统，依然可以保证蒸发温度130~170 ℃ 蒸汽系统，为保证传热温差与过热度，蒸发 温度120~130℃ 当余热资源温度低于200℃时，由于蒸发温度、 压力过低已不能利用现有常规形式汽轮机实 现动力循环。
西安交通大学、浙江大学：涡旋式膨胀机
问题：严重的机内泄露
北京工业大学：单螺杆膨胀机
问题：行星轮变形
容积式膨胀机
天津大学（江西华电电力有限责任公司）：双螺杆膨胀机
问题：轴端密封
国外研究应用现状
至2009年为止，ORC系统的总装机容量已达160万千瓦 世界范围ORC系统设计安装企业十余家，以奥马特为代表 到2009年3月为止，Ormat装机容量已超过1200MW，数量超过2600座 美国UTC，在74℃热源温度下，稳定发电效率8.2%
冷凝温度比较：
ORC系统：无真空维持设备，故系统只能采取背压运行方式 蒸汽系统：通过射水抽气器，维持系统真空度
冷凝温度（℃） R245fa R123 正丁烷 正戊烷 水 40 40 40 40 40 冷凝压力（Mpa） 0.25 0.15 0.38 0.12 0.007
由于射水抽气器的采用，蒸汽系统同样可以在较低的温度下实现冷凝
3 1’ 1 2’ 3’ 2
针对250 ℃以下余热资源，更适宜采用ORC系统进行回收利用
针对不同热源温度，比较两种系统理论性能
系统设备比较：
蒸汽系统：
发电机 余热烟气 轴流式汽轮机 循环冷却水 余 热 锅 炉 射 水 抽 气 器 导 热 油 锅 炉 蒸 发 器 余热烟气 循环冷却水
ORC系统：
径流式汽轮机
研究关键：工质、膨胀机
ORC的系统构成及原理
发电机 透平 余热流体 冷却水 蒸 发 器
冷 凝 器
泵
工质泵
冷却水泵
4—1：工质在蒸发器中定压吸热 Nhomakorabea1—2s：工质在膨胀机中理想膨胀做功
1—2：工质的实际做功过程 2—3：工质在冷凝器中定压放热
3—4：工质在工质泵中压缩过程
ORC的特点
（1）蒸发侧形式多样：70—300℃范围的余热资源均可利用 针对不 同热源形式，取热方式多样。
发展实施规划：
指导思想：尽快实施，掌握应用 目前能够与亟需解决的问题：
1、热源参数的确定与选取
2、中间取热装置——热水锅炉 3、ORC系统的接入
未来愿景：
采用成熟机组，在水泥线上进行应用，速度快，领先优势，掌握ORC 机组与水泥线的配合。
重点攻关有机朗肯径流式汽轮机的研制，逐步掌握核心部件的生产技术。
系统升级，由水泥行业走向外行业，将ORC机组向更多工业节能领域推广。 透平形式升级，研制双螺杆膨胀机。
发电系统底层循环：用于燃料电池、燃气轮机、内燃机等