倫敦大學(xué)工程系的一個城市小組認(rèn)為，一種通過余熱發(fā)電的新方法可能會產(chǎn)生重要的見解，以提供環(huán)保的電力。在最近發(fā)表于《能源》雜志上的論文“為級聯(lián)有機(jī)朗肯循環(huán)進(jìn)行廢熱回收的案例”中，馬丁·懷特博士博士確定了最佳的單級和級聯(lián)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)(ORC)以最大限度地提高性能，并設(shè)計了隨附的熱交換器。

ORC基于加熱導(dǎo)致其蒸發(fā)的液體的原理，然后生成的氣體可以在渦輪機(jī)中膨脹，該渦輪機(jī)連接到發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生動力。廢熱為有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)提供動力，除了現(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)外，還可以利用一系列工業(yè)過程中的廢熱。

級聯(lián)ORC系統(tǒng)實質(zhì)上是兩個ORC系統(tǒng)耦合在一起，從第一個ORC排出的熱量被用作第二個ORC的輸入熱量。

但是，懷特博士在開發(fā)其級聯(lián)ORC系統(tǒng)模型時，急于補(bǔ)充說，性能和成本之間需要權(quán)衡取舍。在部署熱交換器的情況下，通常的規(guī)則是性能越好，則更大，更昂貴的熱交換器。

他說，可以通過優(yōu)化和產(chǎn)生所謂的“帕累托陣線”(Pareto front)來探索折衷方案，“帕累托陣線”是考慮了兩件事之間折衷的最佳解決方案集合。

如果可以買到相當(dāng)大的熱交換器(在這種情況下，大于200 m 2)，那么對于一定數(shù)量的面積，與單級系統(tǒng)相比，級聯(lián)系統(tǒng)可以產(chǎn)生更多的功率。

但是，如果熱交換器的尺寸受到限制，則采用單級系統(tǒng)可能會更好。

White博士的結(jié)果表明，在并非以最大性能為主要目標(biāo)的應(yīng)用中，單級ORC系統(tǒng)仍然是最佳選擇。但是，在以性能最大化為目標(biāo)的應(yīng)用中，級聯(lián)系統(tǒng)可以為相同尺寸的熱交換器產(chǎn)生更多的功率。

他的論文來自于工程和物理科學(xué)研究委員會(EPSRC)資助的NextORC項目。