我国是世界第二大经济体,但是单位工业生产总值能耗却居高不下,超过了国际平均水平2倍以上。提高工业能源利用效率,开发清洁的可再生能源成为我国能源结构调整的主要方向。因此,我国工业余热以及太阳能、地热能等具有广阔的发展前景。中低温热源汽液两相螺杆膨胀机发电技术既可以实现工业余热的回收利用,同时还能用于地热能发电。本文通过建立螺杆膨胀机有机工质汽液两相发电系统模型、全流式地热发电系统模型以及双级发电系统模型,研究其在中低温热源的条件下的性能表现,力求做到为工程实际应用提供理论指导。首先,以燃气-蒸汽联合循环的余热锅炉排烟为热源,建立有准三角循环发电系统模型。探究蒸发温度、蒸发器出口工质干度以及环境温度等循环参数对发电性能的影响,并借助热力学第一定律与第二定律分析在不同循环参数条件下系统性能差异的原因。结果表明:系统蒸发温度升高时,系统具有更高的发电潜力;对于给定的蒸发温度,当蒸发器出口工质干度升高时,系统发电性能将会下降;环境温度对系统发电性能也有影响,当环境温度降低时,系统发电性能上升。然后,针对中低温地热源,建立全流式发电系统模型,基于螺杆机膨胀比与内效率的关系,探究动力机入口工质干度与系统净功率的关系。计算并分析全流式发电系统在90-150℃温度范围的地热源发电性能并与常规ORC发电系统进行比较。得出结论:动力机入口工质存在最佳干度;全流式发电系统的净功率在90-130℃热源温度范围内要比ORC系统表现好,当热源温度超过130℃时,ORC系统发电性能更为突出;全流式系统更适合于具有一定干度的蒸汽的热源。最后,将全流发电技术与ORC发电技术相结合,提出双级发电系统,分析双级发电系统在130-150℃温度范围地热源的发电性能,对比过热器、回热器在双级发电系统中的作用。建立?损失分析模型,分析其不同性能表现的原因。结果表明:过热-回热式双级发电系统具有非常优异的性能表现,无论是净功率或是热效率还是?效率,过热-回热式双级发电系统都取得了绝对优势。过热器与回热器对系统具有非常大的影响,当双级发电系统仅有过热器时,系统性能将会下降,过热器与回热器同时具备时,系统性能会有很大提高。