目前淄博市的供热方式以热电联产为主，区域锅炉为辅，清洁能源为补，近几年淄博市城市发展较为迅速，根据对淄博市供热热负荷详细资料的调研，全市集中供热面积已达1.1亿㎡，但工业余热供热面积占比不足10%，余热资源浪费巨大。有效利用排放的余热资源，替代燃煤锅炉作为供热主要热源，可加快推进减污降碳工作，对打赢大气污染攻坚战，实现“碳达峰、碳中和”目标具有非常重要的意义。

淄博市热力集团有限责任公司（以下简称淄博热力）以争取法国开发署贷款为契机，先后建设了开泰首站、金晶首站余热供暖项目，供热区域为淄博市高新区，涉及石化、玻璃等工业产业，实际供热面积为650万㎡，仅余热回收量可实现年节约标煤约0.9万tce。此工业余热利用项目荣获“北方城镇供暖节能最佳实践案例”，并编入《中国建筑节能年度发展研究报告2019》。

淄博市高新区供热发展迅速，同时前几年淄博市政府积极出台推进大气环境治理以及节能减排相关政策，部分热源厂被拆除，区域内热源出现严重缺口，淄博热力为提升供热能力，充分利用现有热源，挖掘周边工业企业的余热、废热进行供热，于2015-2017年先后建设了利用工业余热供热的两座首站—开泰首站和金晶首站，并将其纳入现有城市集中供热系统。

淄博热力高新区供热区域采用“5+1”多热源联网供热模式，如图1所示。正常状态下开泰首站、金晶首站、汇丰石化、鑫港首站、祥和热源运行，科技园锅炉房作为调峰热源及应急备用。5个供热站压力、温度等参数各不相同，且要同时满足不同机组的运行压力和流量要求，淄博热力经过科学计算、精准调控，实现了不同类型热源的联网供热，各热源厂（锅炉房）主要供热设备、供热温度参数、供热功率和实际供热面积如表1所示。

图1 淄博热力高新区供热系统图

各热源厂（锅炉房）主要供热设备、

供热温度参数、供热功率和实际供热面积

表1

（1）设备选型

1）热泵机组

针对丙烯酸生产工艺中循环水和玻璃窑炉生产线降温水流量大但温度低的特点，开泰首站和金晶首站均选择蒸汽驱动型溴化锂吸收式热泵。两首站均位于厂区内，厂区汽轮机发电后的乏汽可作为热泵的驱动能源，一方面未增加一次能源（煤）的消耗，另一方面可回收部分蒸汽热量，提高了能源的利用率。

2）水泵

为提高系统运行的可靠性和经济性，最大限度保证运行安全，热网循环水管路和余热水管路均同时设汽动循环泵和电动循环泵，汽动循环泵可以通过改变拖动汽轮机的进汽量，改变泵转速，排汽亦可作为热泵机组的驱动蒸汽；电动循环泵通过变频进行调速。其中热网循环管路配备2台汽动循环泵和1台电动循环泵，正常情况下，开启1台汽动循环泵和1台电动循环泵，1台汽动循环泵作为备用，事故情况下，两台汽动循环水泵互为备用；余热水管路配备1台汽动余热循环泵和1台电动循环泵，正常情况下，开启汽动循环泵，电动循环泵作为备用。

3）补水定压系统

开泰首站设计2台补水泵，一用一备，系统定压值根据外网静压确定。为保证凝结水全部回收，设计3台疏水泵，凝结水一部分返回厂内回收利用，一部分通过疏水泵补至管网。热网采用连续补水定压，系统冲洗、排污或事故状态补水均由补水进网，同时设一路自来水作为紧急补水。

金晶首站设置2台补水泵，一用一备。由补水泵补到一次管网循环水泵的入口母管上，根据系统水压图设定补水点压力。

4）凝结水回收装置

开泰首站选用闭式凝结水回收机组，一部分凝结水由闭式凝结水回收机组加压送至厂区除氧器，大部分凝结水存至水箱补到高温水管网。

金晶首站设置20m³闭式凝结水罐及凝结水泵，一部分凝结水补入热网，剩余凝结水输送至厂区现有凝结水系统。

（2）自控策略

自控的首要任务是安全运行，在此前提下实现对整个供热系统的监控。自控系统由中央控制室系统、通信系统、首站现场自控系统组成，可实现实时监测、上位机控制、数据查询、报警等功能。项目实际点位555个，标间变量约2100个，高级报警项30项。为更精确地实现自动控制，进一步确保运行安全符合实际需求，设置相关的连锁保护程序，包含设备控制、控制策略、安全连锁等。

设备控制主要有汽轮机、循环泵、补水泵、凝结水泵、蒸汽调节阀、排空蒸汽阀、尖峰加热器调节阀、泄压阀、自来水电磁阀、疏水泵等设备和阀门的自身保护程序和相互影响参数连锁保护程序。控制策略主要有二次回水补水策略（补水上下限、顺序等）、尖峰加热器调节阀控制策略、热泵入口压力稳定控制策略、水箱液位控制策略、泵阀联动策略、上电策略等。

安全连锁主要有手动/自动安全连锁、远程就地切换安全连锁、补水泵和疏水泵安全连锁、循环泵安全连锁、一次蒸汽排空安全连锁、热泵进气压力超压连锁等。连锁需要操作管理与技术实现结合，技术是固化的，结合操作管理才能更好地适应生产。

（1）项目简介

开泰首站外观、站内情况分别如图2、图3所示，针对丙烯酸生产工艺循环水流量大但温度低的特点，设计建设2台30MW蒸汽驱动型溴化锂吸收式热泵，配套尖峰加热器提温供热，蒸汽凝结水通过高温水管网输送至各二级热力站做供热系统补水。设计3台汽动轮机分别作为热网水和余热水的动力源，利用电厂蒸汽驱动汽动循环泵后再作为热泵驱动热源。

图2 开泰首站外观

图3 开泰首站站内情况

余热热泵机组作为一级加热器，承担基础负荷，尖峰加热器承担升温和负荷调峰的作用。在供热初期和末期，采用余热热泵机组直接为外网供热；在严寒期，利用余热回收系统将40～50℃的一次管网回水经过热泵机组提温到76℃后，再经尖峰加热器继续加热至95℃作为一次管网供水。首站设计最大供热能力为150MW，极寒天气下最多承担约330万㎡的供热面积。

严寒期金晶首站供热系统实际运行流程和参数如图4所示，2022—2023供暖期典型工况为：热泵、汽动循环泵和尖峰加热器三者消耗蒸汽热功率为59MW，其中热泵和尖峰加热器利用蒸汽热功率为56MW，提取瞬时余热量为13MW。开泰首站总供热功率69MW，实际供热面积197万㎡。

图4 严寒期开泰首站供热系统实际运行流程和参数

（2）主要设备参数

开泰首站主要设备参数如表2所示。

开泰首站主设备表

表2

（1）项目简介

金晶首站外观、站内情况分别如图5、图6所示。

图5 金晶首站外观

图6 金晶首站站内情况

以高温烟气余热锅炉产出的蒸汽和开泰电厂供给的蒸汽作为热泵驱动源，并提取玻璃窑炉生产线降温水余热。热泵为热网水的一级加热，汽水换热器为热网水的二级加热。建设1台45MW蒸汽驱动型溴化锂吸收式热泵，一台10.5MW低压蒸汽尖峰加热器，首站最大供热能力55.5MW，极寒天气下最多可承担约145万㎡的供热面积。

严寒期金晶首站供热系统实际运行流程和参数如图7所示。2022—2023供暖期典型工况为：热泵和尖峰加热器消耗蒸汽热功率为44MW，提取瞬时余热量为9MW。首站总供热功率53MW，实际供热面积136万㎡。

图7 严寒期金晶首站供热系统实际运行流程和参数

（2）主要设备参数

金晶首站主要设备参数如表3所示。

金晶首站主要设备参数

表3

续表

根据首站2022年12月、2023年1月运行记录显示，极寒期开泰首站、金晶首站、汇丰石化、鑫港首站、祥和热源的供热功率如图8所示，供热量根据室外温度调节，最大供热功率分别为69MW、53MW、29MW、51MW、62MW，合计最大供热功率264MW。

图8 2022年12月、2023年1月各热源厂日供热量

淄博热力将余热热源作为基础热源，其余高成本热源作为补充，始终保证运行的经济性，改变了多数余热项目将余热热源作为调峰热源的现状；根据各热源特点和价格制定详细的热源平衡方案，热源之间参数匹配合理且实现了参数统一调度，大大提高了运行的可靠性和经济性。

设置多个补水点，地理位置分布较广，但对补水点集中联网控制，对运行参数集中采集、处理、分析，可根据各点压力、凝结水箱液位、水处理中心软化水水箱液位等对参数自动调节，并设置有一次管网储水箱，实现了管网整体的运行平稳，并实现凝结水的最大回收和利用。

淄博热力在设计和建设首站、一次管网以及二级站时都进行了科学、细致的考虑，为降低一次管网回水温度，提高热泵运行效率，最大程度提取余热，于2018年对区域所有二级站进行了设备校核，对不符合要求的站点进行了换热器加片，配合科学的运行调度策略，使得供暖期内，即便是在严寒期，一次管网的回水温度也严格控制在48℃以内，大大提高了热泵和热电联产的运行效率。2022年12月—2023年1月首站供、回水温度和首站热量、余热量分别如图9和图10所示。

图9 2022年12月-2023年1月首站供、回水温度

图10 2022年12月-2023年1月首站热量与余热量

开泰首站和金晶首站总投资约5200万元，投运以来首站余热利用量如表4所示。首站累计余热利用量为179.4万GJ，累计回收凝结水245万t，累计节电1602万kWh，已于2019—2020供暖期收回成本，静态回收期少于5个供暖期。

首站余热利用量和节电量

表4

两个首站运行稳定后，平均单个供暖期余热量约为27万GJ，折合标准煤约9207tce；减排二氧化碳2.4万t，二氧化硫78t，氮氧化物68t。

淄博热力在淄博市城市发展和现有供热管网布局的基础上，为充分利用现有管网资源，鉴于集中供热服务的公益性和管网运行的安全性特点，本着“一网多源，网源分开；全网调控，多源互备；上新改旧，由外及内”的原则，打造可统筹管理的供热体制，形成“市域统筹，一张热网，多个热源，供需协调，市场化运行”的体系，充分体现出可持续发展理念，实现了社会、经济、环境三个效益的统一。

淄博热力在工艺设计时，利用了不同类型的余热水供热，最大限度实现了能源的梯级利用；在设备选择上，选用节能高效的设备，选用导热系数小、保温效果好、绿色环保的保温材料；以余热资源为基础热源，热电联产，蒸汽、燃气锅炉等高成本热源为调节热源，实现了多种类型热源的多热源联网供热；从设计到运行调度，科学匹配设备参数和运行参数，实现首站、热源、补水中心、二级站、管网等的相关参数的集中监控和控制，始终保持经济、安全、科学的运行模式。

展望未来，在国家“双碳”目标指引下，淄博热力将继续做好供热民生服务工作，下好余热利用这盘棋，为我国供热行业工业余热利用发挥示范引领作用。根据调研，淄博市可提供大量余热的企业有中国石化齐鲁石化公司、山东铝业公司、山东金城石化集团等，估算全市工业余热量约2000MW以上，供热面积超6000万㎡。如果将全市余热资源充分利用，每年将节约标准煤约71万tce，减排二氧化碳186万t、二氧化硫6035t、氮氧化物5254t。因此，淄博市在余热资源挖掘和利用上将大有可为。