随着煤炭、石油、天然气等不可再生能源的枯竭及环境问题的日益严峻,世界各国都非常重视能源的高效利用。近年来,余热回收成为一个新兴的领域,被各国学者广泛研究。有机朗肯循环是高效利用中低温资源的技术。三角热力循环的提出,旨在优化有机朗肯循环蒸发器中热源与工质温度匹配不佳导致?损较大的问题。本文对等熵膨胀过程的三角循环系统进行热力学优化。评价指标除了采用系统热效率、系统?效率和净输出功以外,还重点关注膨胀机的膨胀比、热源利用率这两个指标。三角循环的数学模型,采用效能-传热单元数法对换热器进行传热计算。研究采用控制变量法,对膨胀机进口温度、冷凝温度、工质与热源的平均热容流率比值、热源入口温度等影响系统热力学性能的关键因素逐一优化分析。研究得出,提高膨胀机进口温度(不超过工质临界温度)、降低冷凝温度,可提高循环系统性能;当膨胀机进口温度接近工质的临界温度时,系统性能最优;工质与热源的平均热容流率相等时,系统性能最高。工质筛选有两条重要主线,一是关注膨胀机的膨胀比;二是关注工质与热源间的匹配。重点分析工质的临界温度、冷凝温度下的饱和蒸汽压力、工质密度等热物性对系统各项评价指标的影响。研究得出:当热源进口温度接近于工质临界温度时,三角循环系统性能最优;n-butane是最佳工质,膨胀比低且输出功大;得到了膨胀比分别与工质临界温度以及工质冷凝温度下的饱和蒸汽压两条拟合关系式。为了提高独立三角循环发电系统的热源利用率,本文提出联合循环系统,实现热源梯级利用。将三角循环作为顶循环(高温段),有机朗肯循环作为底循环(低温段)。高温级的热源形式是,温度较高的排气余热(柴油机排气、燃气轮机排气),或者温度较高,带有一定压力的热水;低温级的热源形式是,高温级冷凝器放热和低温级余热两部分。研究得出,联合循环系统的热源利用率、净输出功、热效率和?效率均优于独立三角循环系统,二级回收的价值显著。对联合循环系统的重要参数研究得出,上级冷凝温度、下级蒸发温度和顶循环工质热容流率均存在最佳值。