采用涡旋膨胀机的低品位热能有机物朗肯循环发电系统实验研究

有机物朗肯循环(organicrankinecycle，ORC)的主要优点在于回收中低品位热能发电时的高效、环境友好、压力适宜等。文中对有机物朗肯循环进行了实验研究。实验装置采用涡旋式膨胀机，以R600a为工质，膨胀机最大输出电功率0.74kW，最大第一定律效率2.4%。实验发现膨胀机最高转速为4589r/min；根据膨胀机输出功率随工质泵频率及热源温度的变化情况，发现工质泵频率存在一个最佳值，使得系统输出功率最大。循环第一定律效率随着蒸发压力的增加也存在最大值，其原因是由于较高压力和流量下膨胀机入口存在汽液两相现象。通过对ORC的实验研究，认为涡旋式膨胀机在中小型低品位热能ORC系统中具有非常大的优势，ORC系统有机物工质的流量和蒸发压力与低品位热能热源的匹配，是提高ORC系统性能的一个重要设计方法。