摘要

当前能源政策与形势下，新能源技术得到大力发展，应用范围也逐渐扩大。太阳能发电技术是新能源技术中较有竞争力的技术之一，太阳能热发电技术也得到进一步发展。　目前，槽式太阳能集热技术最为成熟，为发电循环提供中温热源。与传统水蒸气朗肯循环相比，有机朗肯循环利用低沸点有机工质进行发电循环，在中温热源下效率更为可观，系统形式简单，初期投资小。

本文根据槽式太阳能热源温度范围100～400℃，选取常用工质R245 fa、正戊烷、甲苯、MDM与　D4进行分析与研究。利用MATLAB与NIST Refprop编制应用单级汽轮机的基本有机朗肯循环系统与带回热有机朗肯循环系统的计算程序，分析了5种工质在两种循环系统中的工作性能，结果表明R245 fa适用于低于150℃的运行温度，且其基本有机朗肯循环热效率很可观；正戊烷从循环性能分析可用于接近300℃高温，但受其自燃温度限制，最好用于250℃左右运行温度；甲苯、MDM 与D4循环性能依次递减，但是适用的运行温度依次升高，其中MDM与D4使用回热器的循环性能比基本循环要提高1倍。

通过对5种工质的分析，本文选取温度和循环性能较好的甲苯与MDM，建立了太阳能有机朗肯循环发电系统模型，对不同运行参数下太阳能有机朗肯循环发电系统性能进行了分析，得出循环最高温度300℃，MDM蒸发压力为1MPa时循环性能最好，甲苯则在蒸发压力为2.3MPa时系统综合性能最好。两种工质共同的运行特征是排气参数较高，因而造成冷凝器火用损失较大。且在对蒸发系统各换热段换热器KA系数的计算和分析中发现，MDM液态和过热蒸汽状态的升温过程需要较多能量和较大的换热面积，反而蒸发段需要能量较少，甲苯则在蒸发段需要最多的能量和换热面积。综合各项参数，甲苯在太阳能有机朗肯循环系统中工作性能优于MDM。根据计算所得甲苯与MDM最优运行参数，对系统中主要换热器进行设计计算，为实际系统设备研发提供参考。

关键词：有机朗肯循环；有机　工质；参数优化；太阳能有机朗肯循环发电