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基于有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)的余热发电系统被认为是回收低品位能源最有效的方式之一。为提高ORC系统的热效率,选取不同工质,采用MATLAB2010a和REFPROP8.0混合编程调用的方法对ORC系统的热力性能进行分析。首先,根据有机工质热物性、干湿性、环保性和安全性等原则对REFPROP8.0所提供的84种工质进行初选,建立基本ORC系统模型,以净输出功和热效率为评价指标,对采用不同初选工质的ORC系统最佳蒸发温度和冷凝温度进行分析。结果表明:干性工质比湿性工质更适合ORC系统,不同工质都存在最佳蒸发温度,初选工质中,R245fa和R152a综合性能更优,它们的最佳蒸发温度分别为148℃和105℃。在基本ORC系统的基础上,建立了回热ORC、抽汽回热ORC、再热ORC系统模型,分析不同ORC系统热力性能分别随有效度、抽汽压比、再热压比的变化规律,并与基本ORC系统进行比较。结果表明:相比基本ORC系统,回热ORC系统热效率增大约1.5个百分点;抽汽回热ORC系统热效率增大约3个百分点,对应采用R245fa和R152a工质的抽汽回热ORC系统分别存在最佳抽汽压比0.4、0.55;再热ORC系统热效率增加不大,但是净输出功有明显增加,R245fa和R152a分别存在再热压比0.42、0.52。然后,建立了再热-抽汽回热-内回热联合ORC系统模型,以R245fa和R152a作为混合工质组元,对不同质量分数配比下的系统热效率和?损因子进行分析,从而得到最佳工质配比。结果表明:存在最佳质量分数比例085/0.15,使得新型系统的热效率最高达至18.52%,而?损因子最小。最后,构造C-ORC系统中单位净输出功的投资成本和EDF的多目标函数,选取抽汽压比和再热压比为优化变量,分析函数的变化规律及函数的最小值。结果表明:系统在抽汽压比0.45,再热压比0.44时多目标函数值最小,系统热力性能和经济性能均较优。