在化石能源日益枯竭的背景下，提高能源利用效率是实施“节能减排”基本国策的要求。高效回收利用低品位余热资源是提高能源利用效率的重要途径。低品位余热资源涉及多个工业部门，余热资源浪费极为严重。我国电站锅炉和工业锅炉分别是第一和第二大耗能设备，回收这部分的余热资源具有十分显著的现实意义。本文研究了以氨水为工质的Kalina循环34系统（KCS34）的热力性能，并对循环进行了改进。主要研究内容和结论如下：以温度为400K左右的工业锅炉烟气为热源，采用EES对KCS34进行了热力学分析。分析了不同膨胀机进口参数对循环输出功、热效率、□效率的影响以及系统各部件的□损分布。结果表明，膨胀机进口压力一定时，随着基本浓度的增大，循环吸热量也逐渐增大；但对于给定基本浓度的系统，吸热量随着膨胀机进口压力的增大而减小。而对于循环功量，随着基本浓度及压力的增大，均呈现增长趋势；对给定的基本浓度，循环热效率随着膨胀机进口压力的提高而提高；对给定的压力，热效率随着基本浓度的增大而降低，但这一趋势会随着压力的增大而放缓。对于一定的膨胀机进口压力，□效率呈低压力时随基本浓度增大减小，高压力时随基本浓度增大而增大的趋势。蒸发器、冷凝器和膨胀机产生的□损占系统总□损的绝大部分，在工质基本浓度为0.90和0.65时分别为70.24%和96.04%。系统主要部件（蒸发器、冷凝器和膨胀机）的□损之和随着基本浓度的增大而增大，但在数值上，三者□损之和随着膨胀机进口压力的增大呈减小趋势。在分析计算KCS34热力学性能的基础上，提出采用两相螺杆膨胀机替代系统中的节流阀以回收节流过程膨胀功。分析了两种不同两相膨胀机布置的系统（B-modified cycle和C-modified cycle）的热力学性能，并与KCS34进行比较。计算结果表明，两个改进系统的系统特性有较大差异。从热力学的角度看，C-modified cycle的性能优于KCS34，在各个蒸发压力下的较低工质浓度时更为明显。但在B-modified cycle中，工质的有效工质浓度范围得到了扩大，如在蒸发压力为2.0MPa时，B-modified cycle的氨水浓度可低至0.5，而在KCS34和C-modifiedcycle中，相同压力下氨水最低浓度为0.7。更宽的工质浓度范围有利于循环的安全运行以及调节。对工质浓度的优化表明，C-modified cycle在大多数蒸发压力下所取得系统最优值的工质浓度与KCS34相差不大，而B-modified cycle取得系统最优值的工质浓度较KCS34小；而冷却水温度的优化研究得出，两个改进系统和KCS34的系统最优值均在给定最低温度冷却水处获得。