有机朗肯循环(ORC)是中低温地热资源有效利用的主要途径之一。影响循环系统性能的因素有很多,如热源条件、系统结构布局、换热器选择、膨胀机效率、循环所用工质等。正确选择工质是提高循环发电性能的重要方法之一,研究发现,采用混合工质的有机朗肯循环可以有效提高系统效率,增加发电量。为了筛选出适用于中低温地热发电有机朗肯循环系统使用的高效工质,本文将HFC类工质与HC类工质混合,利用HFCs的阻燃性来克服HCs的可燃性,同时研究了HFO类工质与HC类工质的混合物,相较于纯HFO物质可以减少工质成本。依据热力学第一、第二定律,建立系统模型,通过采用仿真计算结合实验研究的方法,分析了多种不同组元的混合工质在不同质量配比、不同蒸发温度下混合工质的特性及其对系统性能的影响,并对混合工质在水平单管管壳侧流动沸腾换热时的传热特性做了研究,得到的结论如下:温度滑移促进了工质温度与热源温度的良好匹配,有助于提高系统效率,但过大的滑移温度有可能使工质在一定的系统条件下无法完全蒸发,导致膨胀机带液工作,造成不利影响。混合工质在对应温度滑移最高时的比例下所做净输出功最多,且相应的存在最佳蒸发温度,当超过一定值时,混合工质较纯工质不再占优势或者最佳混合比例发生变化。因此,应根据系统具体条件及工况选择合适的工质混合比例。蒸发温度高于最佳蒸发温度时,系统净输出功率与其整体热效率成反比,因此,在电厂发电系统设计中,不能仅专注于提高系统热效率,要综合考虑净输出功率。综合比较本文所研究混合工质中R245fa/R600a(0.9/0.1)的性能较好,同时,除可燃性外,R245fa/R601a(0.4/0.6)性能也很好。热源条件一定时,蒸发器中的火用损失占整个系统能量损失的绝大部分,且其随蒸发温度升高急剧减少,优化换热器结构,提高换热器中的工质换热系数,减小蒸发器不可逆损失是提高系统效率的有效途径之一。实验研究发现,随着热源温度的增加,从工质入口到工质出口,混合工质对流换热系数整体沿管长方向呈先增后减趋势。对流换热系数随着工质流量的增加而增大,且热源温度越高,增大幅度越大。温度滑移对工质换热系数有一定影响,具体影响效果与纯组元工质特性有关。