一种螺杆膨胀发电机组全自动控制系统及方法

专利主权项内容

1.一种螺杆膨胀发电机组全自动控制系统，其特征在于，包括中控室上位机，用于对螺杆膨胀发电机组的数据进行收集，保存做出判断并进行控制，所述中控室上位机上设置有一键启动按钮；自动检测系统：通过储液罐中的储液罐液位计对储液罐中的液位进行检测，并传输至中控室上位机，通过油分离器中的油分离器液位计对油分离器中的油位进行检测并传输至中控室上位机，通过对并网控制柜的急停按钮的状态进行检测并传送至中控室上位机，中控室上位机对数据进行分析并根据设定的值对储液罐、油分离器和急停按钮进行控制；辅助润滑系统：通过转子润滑油泵出口设置的油泵压力传感器对转子润滑油泵出口压力进行测量并传输至中控室上位机，通过螺杆膨胀机上设置的转速传感器对螺杆膨胀机的转速进行测量并传输至中控室上位机，中控室上位机根据螺杆膨胀机的转速来确定润滑油泵是否启动；冷却水循环系统：通过冷却循环水池中的水位计对冷却循环水池中的水位进行测量，通过水池温度计对水温进行测量并将数值传输至中控室上位机，中控室上位机对数值进行判断对冷却循环水池、循环水泵、冷却风机和变频控制器进行控制；热源控制系统：通过螺杆膨胀发电机组热源的管道上设置的热源进口温度计和热源出口温度计对热源进出口的温度进行测量，并将数据传输至中控室上位机，中控室上位机通过对热源进出口温差进行判断，确定热源进口管道调节阀的开启和热源出口管道上热源旁路调节阀的调节；液位控制系统：通过蒸发器内设置的液位传感器对蒸发器的液位测量，中控室上位机通过变频控制器对工质泵的转速进行控制；压力控制系统：通过蒸发压力传感器对蒸发器的压力测量并将数据传输至中控室上位机，中控室上位机对所述蒸发器排气管道上的旁通电动调节阀调节；主进气控制系统：系统时刻检测螺杆膨胀机转速，根据开机阶段设定要求进行控制，当发电机并网后，根据设定功率，通过调节主进气调节阀控制螺杆膨胀机系统进气流量；螺杆膨胀机系统：螺杆膨胀机系统与中控室上位机控制连接，对螺杆膨胀机的转速进行监控并发出相应的指令；励磁控制系统：励磁控制系统设置于并网控制柜内部，所述并网控制柜面板上设有急停按钮，所述励磁控制系统包括励磁控制器、励磁电压和励磁电流的检测装置，中控室通过所述检测装置对电网电压和发电机电压进行检测后对励磁电压和励磁电流进行调节，中控室上位机根据螺杆膨胀机的转速控制励磁控制系统的启动；自动准同期系统：中控室上位机根据螺杆膨胀机的转速控制自动准同期系统的启动，当发电机与电网的频率、电压、相位角符合并网条件时，自动准同期系统发出并网指令，完成并网；保护投切系统：自动准同期系统并网完成后，人工切换到保护投切系统界面；故障检测系统：对整个螺杆膨胀发电机组启动和运行阶段全程监控，当运行参数偏离设定值时，系统会根据预先设定好的程序进行自动调整；数据采集系统：对整个螺杆膨胀发电机组启动和运行阶段全程记录相关数据以便中控室上位机对上述系统做出指令；所述保护投切系统界面设置在并网控制柜面板上，通过人工保护投切；各系统在上一个系统安全稳定运行后，下一个系统才被允许启动，增强了系统的安全性；螺杆膨胀发电机组全自动控制系统的控制方法，包括如下步骤：1)开启中控室上位机的一键启动按钮，自动检测系统根据程序设定的检测项目进行依次检测，检测项目为储液罐液位计检测的储液罐液位≥600mm，油分离器液位计检测的油分离器油位≥400mm，并网控制柜面板上的急停按钮的状态；2)待步骤1)的指令完成并反馈至中控室上位机后，自动启动辅机润滑系统：螺杆膨胀机轴承润滑油泵根据油泵压力传感器检测的数据做出反应，当油泵出口设定压力达到0.5MPa则自动调节润滑油流量；转子润滑油泵时刻检测螺杆膨胀机系统转动情况，当检测到螺杆膨胀机转速达到100rpm时，螺杆膨胀机转子润滑油泵自动启动；3)冷却循环水系统启动：自动识别冷却循环水池水位，并进行自动补水，水箱温度计和水箱水位计对冷却水循环水池中水的温度和水位进行检测，当冷却循环水进水≥30℃时，启动循环水泵和冷却风机，当冷却循环水进水≤30℃时，通过变频控制冷却风机，降低冷却风机电机频率，降低系统自耗电；4)当所述的冷却循环水系统正常启动后，启动热源控制系统：逐渐开启热源进口调节阀开度到程序设定初始值20%，对螺杆膨胀发电机组进行预热，当热源进出口温差≤3℃时，视为预热完成，机组进入下一步启动程序，在机组开机后，热源控制系统根据设定的热源出口温度调节热源旁路调节阀开度，并进行实时监控；5)机组预热完成后，启动液位控制系统和压力控制系统，自动启动工质泵，工质泵通过变频控制，采用容积式双螺杆工质泵，系统通过蒸发器液位计检测蒸发器的液位，当液位高度达到设定值350mm时，工质泵通过变频器控制其转速；蒸发器压力传感器检测到蒸发器压力达到设定值1.2MPa时，通过调节旁通电动调节阀，维持蒸发器压力，并启动主进气控制系统；6)主进气控制系统启动，通过调节螺杆膨胀机进气调节阀来控制螺杆膨胀机转速，系统通过转速传感器时刻检测螺杆膨胀机转速，根据开机阶段设定要求进行控制，当发电机并网后，根据设定功率，通过调节主进气调节阀控制螺杆膨胀机系统进气流量；7)螺杆膨胀机系统启动：根据设定的螺杆膨胀机开机阶段，螺杆膨胀机转速根据工质气量大小自动调节，第一阶段为预热阶段：控制螺杆膨胀机转速为100rpm，当螺杆膨胀机转速达到100rpm时，辅机润滑系统同时启动转子润滑油泵；第二阶段为升速阶段，螺杆膨胀机自动升速到1350rpm；第三阶段为并网阶段，螺杆膨胀机通过调节进气流量，将螺杆膨胀机转速维持在1500rpm；9)当螺杆膨胀机发电系统转速达到1350rpm时，自动启动励磁控制系统，所述的励磁控制系统根据检测电网电压和发电机电压来调节励磁电压和励磁电流，并网完成后，励磁控制系统一直处于工作状态，根据设定的发电机功率因素调节励磁电压和励磁电流；10)当螺杆膨胀机发电系统转速达到1500rpm时，自动启动自动准同期系统，通过检测发电机与电网的频率、电压、相位角，调节主进气调节阀，当发电机与电网的频率、电压、相位角符合并网条件时，所述的自动准同期系统发出并网指令，完成并网；11)并网完成后，人工切换到保护投切系统界面，根据需要人工投入各项保护，主要包括：逆功率保护，储液罐液位保护，油分离器油位保护，发电机超速保护，发电机超功率保护，发电机过流保护，发电机低速保护，蒸发器超压保护，冷凝器超压保护；12)启动完成后，螺杆膨胀发电机组的系统会自动运行，当故障检测系统检测到运行参数偏离设定值时，系统会根据预先设定好的程序进行自动调整，如果出现系统故障或监控指标超过限定值，可自动按照启动程序反顺序进行停机来保护系统，数据采集系统对整个螺杆膨胀发电机组启动和运行阶段全程记录相关数据以便中控室上位机对上述系统做出指令。