在我国，大量工业余热被直接废弃掉了，平均工业能源利用率仅为33%，这不仅造成了巨大的能源浪费，而且使得环境形势更加严峻。近年来，随着能源紧缺问题的日益突出，研发高效热功转化系统回收低品位工业余热已成为学术界的研究热点，其中，具有结构简单、运行成本低、余热回收效率高等优点的有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，ORC)系统备受关注。本文在工程计算软件EES平台上建立了ORC系统回收工业锅炉低温烟气余热的热力学模型和热经济模型。由于换热器节点温差是决定换热器换热量、换热过程不可逆损失以及换热器投资费用的关键参数，对ORC系统余热回收效率和系统投资成本具有重要影响，因此，重点分析了换热器节点温差分配和蒸发温度对系统火用效率以及单位换热面积净输出功的影响，并以单位千瓦时发电成本(EPC)为经济性评价指标，采用直接搜索法对换热器节点温差和蒸发温度等进行了多参数优化，对工质临界温度与发电成本之间的关系进行了探讨。结果表明，(1)换热器节点温差对ORC系统火用效率、单位换热面积净输出功和系统发电成本影响显著。在最佳换热器节点温差分配条件下，蒸发器和冷凝器换热不可逆损失占系统总火用损的80%以上。随着蒸发器节点温差和冷凝器节点温差的增大，系统发电成本先降低后升高，存在一个极小值，为此，得到了系统最小发电成本及其对应的最佳循环参数。(2)热源温度在(160~200)℃范围内时，随着循环工质临界温度的升高，ORC系统最小发电成本整体呈现先降低后升高的趋势。采用临界温度在(180~205)℃范围内的有机工质R123、n-pentane、R11和R141b作为循环工质，系统具有良好的余热回收效率和经济性能。(3)通过将有机朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环进行有效耦合，提出了新型冷电联产复合系统。优化结果表明，存在最佳膨胀机进口压力使得系统制冷量和系统火用效率最大，加装表面式回热器可以有效改善系统性能。通过工质筛选发现，采用环境友好型低沸点有机物R134a作为循环工质，冷电联产复合系统可以达到良好的效果。