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有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)由于设备简单、操作方便等优点,近年来在低品位能源利用方面获得迅速发展,是目前低品位能源开发利用技术研究的重点。利用非共沸混合工质的―温度滑移‖优势,能实现工质在换热设备中与冷热源进行较好地温度匹配,从而减少换热器中由传热温差引起的不可逆损失。但有机工质具有一定的全球变暖潜值、臭氧层损害潜值等环境影响,在HVAC(采暖空调)领域,有机工质泄漏引起的工质组分以及循环性能的变化已受到普遍关注和研究,由于ORC采用同类有机工质,因此工质泄漏对循环性能乃至环境的影响值得重视和加以研究。本文采用二元非共沸混合物R245fa/R601a和R114/R123为循环工质,对ORC系统蒸发器、冷凝器不同部位、泄漏率为0~30%的泄漏影响进行了分析,在此基础上建立了考虑泄漏工质环境影响的系统火用平衡模型,用环境火用成本对混合工质泄漏造成的环境影响进行量化分析,并对ORC系统平准化能量产出成本(Levelized Energy Cost,LEC)的评估方法提出修正,最后,根据二元非共沸混合工质ORC的实际生产需要,提出补液配比方案。主要结论如下:(1)非共沸混合工质泄漏将引起ORC运行工质配比变化,从而导致ORC系统性能偏离设计值。发生汽相泄漏时,高沸点组分比例增加,而发生液相泄漏时,低沸点组分比例增加。汽相泄漏引起的工质配比变化率比液相泄漏的大。(2)非共沸混合工质泄漏对ORC系统性能有较大影响。用综合环境影响火用效率评价ORC系统热力学性能,泄漏率为10%时,以R245fa/R601a(0.6/0.4)为循环工质的火用效率减小3.9%,以R114/R123(0.8/0.2)为工质的火用效率减小30%。靠近冷凝器出口的汽相泄漏对ORC系统性能影响最大。(3)考虑混合工质泄漏对ORC发电成本有较大的影响。当泄漏率为10%时,以R245fa/R601a(0.6/0.4)为循环工质的ORC系统,考虑泄漏环境影响的LEC值比不考虑泄漏时增大10.4%(汽相泄漏)和8.3%(液相泄漏),以R114/R123(0.8/0.2)为循环工质时,考虑泄漏环境影响的LEC比不考虑泄漏时增加89.8%(汽相泄漏)和81.6%(液相泄漏)。(4)对发生混合工质泄漏之后的ORC系统进行补液时,需要根据泄漏后的工质配比计算补液配比。以R245fa/R601a(0.6/0.4)为例,当泄漏率为10%,对系统性能影响较大的四种泄漏发生后的补液配比应为0.38/0.62、0.35/0.65、0.64/0.36和0.66/0.34,不能简单地按照原配比0.6/0.4进行充注。