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有机朗肯循环（Origanic Rankine Cycle, ORC）是通过利用低沸点的有机物作为工质推动透平做功。有机朗肯循环可以有效的利用低品位热能，包括：工业余热、太阳能、地热能、生物质能等，对新能源利用和节能减排具有重要意义。本文以温度在100℃~150℃的低温热源有效利用为目标，建立了基本有机朗肯循环系统热力模型。通过考虑热物性、安全性、环保性等因素，选取R123，R141b，R245fa，R245ca，R601，R601a六种工质作为候选工质。以热力学理论为基础，对这六种工质在基本有机朗肯循环系统中的热力参数及热力性能进行计算分析，在蒸发压力、单位工质净功量、热效率、循环功比、耗气率、膨胀比及各热力设备的不可逆损失等方面进行了比较。根据低温有机朗肯循环的特点，确定热效率及单位工质净功量作为工质选择的评价指标。综合考虑得出，在该热源温度下，R601是基本有机朗肯循环的最佳工质。对回热式ORC、抽气回热式ORC和再热式ORC进行了研究。对六种工质在三种循环中的主要热力性能进行计算，并与基本循环进行比较分析。结果表明：回热式ORC比基本ORC具有更高的热效率、更小的总不可逆损失、而单位工质净功量保持不变；抽气回热式ORC比基本ORC具有更高的热效率、更小的总不可逆损失、而单位工质净功量略有减小；再热式ORC比基本ORC具有更高的单位工质净功量，但是热效率减小，总不可逆损失增加。研究了抽气回热式ORC和再热式ORC的主要参数对主要热力性能的影响并采用完全归纳法对参数进行优化。以热效率为目标函数对抽气回热式ORC的抽气压力进行了优化，以单位工质净功量为目标函数对再热式ORC的再热压力进行了优化，分别确定了六种工质在不同蒸发温度条件下的最佳循环参数和最佳热力性能，通过对比分析确定R601是这两种循环的最佳工质。