胡志明 阙 燚 赵淑珍

中国石油工程建设有限公司西南分公司, 四川 成都 610041

0 前言

目前,世界范围内的能源供给仍以化石能源为主,以中国为例,化石能源占比近90%。从中国的能源消耗结构看,工业能耗约占总能耗70%,但由于工业生产过程中的能源转换和利用技术水平较低,工业能耗中60%～65%转换为不同温度的余热排放到环境中,造成大量能源浪费[1]。除了工业余热之外,余热资源还包括:生物质能、太阳能、地热能、汽车发动机尾气,以及海洋温差能等可再生能源。

中国的余热资源非常丰富,进行余热回收利用,能在很大程度上缓解和改善化石能源带来的能源危机和环境污染等问题[2]。中高温余热(>300 ℃)便于回收,已形成了较为完善的余热发电产业;但由于低温余热(<300 ℃)回收技术尚不成熟,加之体量甚巨,大量低温余热被直接排放。

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)是利用有机工质替代水的一种动力循环。与水相比,有机工质的临界压力、临界温度以及沸点比较低[3],能更有效利用低温热源。此外,ORC系统结构简单,所需设备易于获取,投资、运行费用较低。因此,ORC是一种有效的低品位余热回收技术[4],对提高能源综合利用效率及发展分布式供能系统具有重要意义[5]。

早在1966年就有学者提出可应用ORC对低品位热能进行回收利用，自此ORC低温余热回收技术便引起了人们广泛关注,国内外学者纷纷投入到该研究领域中,研究内容涵盖了有机工质选择、系统性能评价、系统性能改进等方面[5-11]。1990年Badr O等人[12]便指出用于ORC系统的有机工质应具有无毒、不可燃、无腐蚀等基本特性。C……