我国存在很多高耗能产业,这些产业不仅能源利用率低下,且大量余热烟气的直接排放,造成了环境污染。对这些余热资源进行再利用,不仅能缓解能源危机,还能减轻环境危害。随着“煤改气”政策的逐步落实,我国天然气消费量逐年增长,液化天然气中存在大量的冷能。有机朗肯循环,能联合利用低温余热及液化天然气冷能进行发电,是解决我国能源问题及环境污染的有效途径之一。本文针对热能与冷能联合发电技术,选用十一种有机物为工质,以畑效率最大为评价指标,在简单单级有机朗肯循环的基础上构建了双级有机朗肯循环发电系统,对影响系统性能的主要参数进行了分析及优化,得到了最优工况及最大效率。同时分析了不同热源温度、不同天然气分布压力、不同冷凝压力下限时系统的性能及相应的最优参数。结论如下:(1)受限于临界温度,双级并联系统各子循环最优的蒸发温度通常为工质的临界温度,而各循环最优膨胀机入口温度为参数优化的上限值或略高于工质的临界温度。低温循环最优的冷凝温度为工质的常压沸点温度,而高温循环最优的冷凝温度会高于工质常压沸点温度。串联系统中,高温循环最优的蒸发温度、高温循环最优膨胀机入口温度及低温循环最优冷凝温度变化规律与并联系统一致。所不同的是,串联系统高温循环最优冷凝温度存在一个最优值。两种结构中,低温工质对系统效率的影响均大于高温工质对系统效率的影响。LNG蒸发压力存在一个最优值,其值通常高于5MPa。(2)热源温度越高,两种结构的畑效率越大。不同热源温度下,各参数的变化规律,与热源温度150℃时一致。并联系统中,热源温度50℃时,最优蒸发温度比热源温度低20℃左右。100℃时,最优蒸发温度比热源温度低2540℃。150℃时,临界温度低于115℃的工质的最优蒸发温度是其临界温度。当热源温度增大到200℃时,最优蒸发温度为工质的临界温度或近临界温度。串联系统中,随热源温度的不断升高,高温循环最优蒸发温度逐渐变为工质的临界温度。(3)直接膨胀循环中膨胀机出口天然气分布压力越大,系统效率越低,净输出功也越小。不同天然气分布压力下,并联系统效率始终略优于串联系统效率。串联系统中,随天然气分布压力的增大,直接膨胀机出口天然气的温度不断上升。(4)冷凝压力下限越低,系统效率越大。当冷凝压力下限从常压下降到0.001MPa时,串并联系统效率提高的幅度都只在1.6%左右。因此,双级系统无需降低冷凝压力至负压,其可通过选择常压沸点较低的工质以达到较低的冷凝温度。