成果與項目的背景及主要用途：

地熱能是一種新型的清潔能源，其高效性、經濟性和環境效益越來越受到各

個國家的重視。中國由于受到地質條件的限制，地熱流體溫度普遍處于 150℃以

下。嘗試利用這部分中低溫地熱能用于發電，既有助于解決發電緊張的問題，又

能減少二氧化碳排放造成的環境污染。天津地區擁有 10 個地熱田，覆蓋面積達

到 8700 平方公里，地熱資源的應用，給天津帶來了巨大的經濟效益和環境效益。

該套裝置產生中低溫發電的效率約為 6%。

技術原理與工藝流程簡介：

可以進行總成設計，以及蒸發器、冷凝器、循環工質（工質配比）等。具有

不同的設計理念，通過設置系統參數、增加部件等方式，提高發電效率。

采用一種與 Kalina 循環耦合的中低溫地熱能發電裝置。Kalina 地熱發電循環

是在 ORC 基礎上將“純”循環介質變成氨水混合物，從而實現變溫蒸發，混合物

的沸點與熱源溫度能夠較好地匹配，減少熵的增加。在裝置結構上：由高溫回熱

器、發生器、分離器、汽輪機低溫回熱器以及冷凝器依次串接、第一節流閥并聯

接于高、低溫回熱器之間，構成 Kalina 地熱發電系統；由第二冷凝器、溶劑泵、

蒸發器、節流閥以及吸收器依次串接構成吸收增溫系統；通過節流閥接于分離器、

吸收器于高溫回熱器，使吸收增溫系統與吸收式地熱發電系統組合成為本發明。

本裝置可產生 100℃左右的吸收溫度，同時將地熱廢水的排放溫度降至 60℃左右，

達到用低品位的地熱能提高機組發電效率的目的。工質種類及狀態參數也均與

Kalina 系統相吻合。

技術水平及專利與獲獎情況：

“中低焓地熱工程建設技術”，獲 2003 年度國家科技進步二等獎。

專利：帶有吸收增溫系統的中低溫地熱發電機組（CN201010261139）

應用前景分析及效益預測：

我國地熱資源儲量約為 4.4×1027kJ，蘊含發電能力可達 6740MW。我國 2/3

的面積年日照時間在 2300 小時以上，每平方米太陽能年輻射總量 3340-8400MJ，

蘊含發電能力約 1400 萬億 kwh/a。地熱資源豐富，應用前景十分廣闊。目前，

地熱井發電投資費用為 10000 元/千瓦。

應用領域：地熱水、地表水的余熱發電

合作方式及條件：技術支持

19、有機朗肯循環低溫余熱發電系統

成果的背景及主要用途：

我國能源形勢嚴峻的根本原因在于用能效率低下，我國每噸標準煤的產出效

率僅相當于日本的 10.3%、美國的 28.6%。我國工業用能中近 60-65%的能源轉化

為余熱資源，其中溫度低于 350℃以下的低溫余熱約占余熱總量的 60%，提高用

能效率的有效方式之一，便是對這部分余熱資源進行有效的回收利用。本項技術 

是采用有機工質朗肯循環推動膨脹動力機的低溫余熱發電的技術系統，適用于冶

金、建材、化工等有大量低溫余熱的產業領域，還可以作為可再生能源的發電系

統，推廣到可再生能源產業領域。

技術原理與工藝流程簡介：

本系統的創新點在于將低沸點有機工質用于熱力循環中的熱交換過程，有效

實現低溫余熱換熱；還在于利用膨脹動力機將有機工質產生的高壓蒸汽轉化為發

電機驅動力，從而實現低溫余熱資源發電，膨脹動力機還可以拖動風機，水泵等

設備。本系統突破了現有低溫循環發電系統對于余熱溫度的最低要求，可用溫度

最低降至 80℃（低于 80℃系統經濟性會降低），實現了低溫余熱資源的最大化

利用。本系統主要包括蒸發器、冷凝器、工質泵、有機工質余熱鍋爐、膨脹動力

機和發電機等設備。在核心設備的選用方面，膨脹動力機可選擇螺桿膨脹機、渦

輪機等設備。其中，螺桿膨脹機投資少、運行費用低、壽命長、安全可靠、易于

維修，并且具有操作簡單、不暖機、不盤車、不發生喘振、對介質品質要求不高、

可無人值守全自動工作的特點，尤其適宜結合低沸點有機工質應用于低于 350 ℃

的低溫、低壓余熱回收利用；而采用渦輪機占地小，效率高，造價低，特別適用

于余熱量較大的場合，常被國外同類系統所選用。低溫有機工質可選擇 R123、

R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷等工作介質，對于不同類型、

不同溫度的熱源應當選取不同的工質，并且工質的優選也會影響到系統的運行效

率。

技術水平及專利與獲獎情況：該成果總體上達到國際先進水平。

應用前景分析及效益預測：

目前余熱利用技術受到各方面重視，我國余熱資源多，用戶需求量大，應用

前景廣闊。采用低沸點有機工質作為熱力循環的工質與低溫余熱換熱，通過產生

高壓蒸汽推動螺桿膨脹機、汽輪機或其他膨脹動力機帶動發電機發電，把大量廢

棄的余熱轉變為電力，節約了企業的電能消耗，提高了能源利用率，收到可觀經

濟效益與環境效益。

應用領域：

本項技術特別適用于冶金、建材、化工等具有大量低溫余熱的產業領域，還

可以作為可再生能源的發電系統，應用于再生能源產業領域。

合作方式及條件：面議