本文通过采用热水循环和R245fa郎肯循环双循环方式,其中蒸发器壳侧的R245fa吸热蒸发得到有机蒸汽驱动透平发电,基于心连心公司建立有机朗肯循环回收余热的工艺模型,并借助Aspen Plus工具模拟研究了工况参数对该系统的影响,通过搭建相应的实验装置,进行了实验研究及运行状况分析。论文开展的主要工作如下:(1)基于热力学第一、第二定律,对ORC余热发电系统设备建立了(?)分析模型,用流程模拟软件Aspen Plus模拟研究了蒸发温度、冷凝温度、过热度、过冷度等对余热发电系统性能的影响,结果表明蒸发温度、过热度为系统性能显著提高的有利因素,过冷度、冷凝温度是系统的不利因素。(2)在模拟研究的基础上,利用心连心公司尿素装置调温水余热资源,设计并建设了 ORC低温余热发电实验装置,通过逐步解决初始运行工质泵无法启动、蒸发器带液、膨胀机及管道积液工程问题后,实验系统运转良好,膨胀机转速能达到8800 rpm,系统输出功率可以达到1054 kW。(3)实验测试表明,膨胀机并网后能稳定运行;膨胀机的输出功率随入口温度、工质流量升高而增大。随着热水进口温度升高,蒸发器吸热量和热效率、(?)效率增大,不可逆损失降低。随着热水进口温度的升高,系统总的不可逆损失降低,系统输出功率、热效率、(?)效率都增大。(4)增加冷媒回收装置可以有效地回收泄漏的工质。实验分析表明,在不同工况下,蒸发器的不可逆损失最大,其次是冷凝器、膨胀机、工质泵。