[发明专利]SCO2膨胀机的运行控制系统及运行控制方法

权利要求书

1.一种SCO₂膨胀机的运行控制系统，其特征在于，用于调节二氧化碳的压力、温度或流量中的至少一种，包括：

膨胀机，包括高压级膨胀机(TU001)和低压级膨胀机(TU002)，所述高压级膨胀机(TU001)的出口工质经外部管道引入低压级膨胀机(TU002)入口；

膨胀机入口闸阀(302)、膨胀机入口调节阀(303)，位于锅炉出口与高压级膨胀机(TU001)入口之间的管道上；

膨胀机出口闸阀(304)，位于低压级膨胀机(TU002)出口；

旁通阀(301)，位于锅炉出口的膨胀机旁通管路上；

密封气入口闸阀(401)和仪表气入口闸阀(501)，分别位于输入密封气和输入仪表气的入口管道上；

仪表气调节阀(502)，紧邻仪表气入口闸阀(501)；

电加热器(402)，紧邻密封气入口闸阀(401)之后，用于加热输入密封气；

密封气调节阀，包括高压级密封气调节阀(403)和低压级密封气调节阀(404)，分别位于电加热器(402)与膨胀机的密封气入口之间的管道上。

2.一种基于权利要求1所述运行控制系统的启动运行控制方法，其特征在于，方法包括：

步骤S10，锅炉点火运行直至达到冷态启动条件；

步骤S11，开启辅机系统，控制密封气入口温度不低于最低温度，并且控制密封气入口压力与膨胀机主管道压力保持相同；

步骤S12，进入膨胀机投产阶段，调节膨胀机入口调节阀(303)以控制膨胀机入口压力和流量，并使膨胀机叶轮处于低转速运行状态；

步骤S13，进入膨胀机升温升速阶段，控制膨胀机入口压力和流量逐渐提升，以及膨胀机叶轮转速不断升高，调节膨胀机负载直至膨胀机达到额定工况。

3.根据权利要求2所述的启动运行控制方法，其特征在于，所述步骤S10之前还包括：

保持膨胀机入口闸阀(302)、膨胀机入口调节阀(303)和膨胀机出口闸阀(304)均关闭且旁通阀(301)打开，锅炉出口的工质从膨胀机旁通管路中排出；

膨胀机及运行控制系统的各个支路中充满超临界二氧化碳，并保持整个发电系统中的压缩机正常运行。

4.根据权利要求2所述的启动运行控制方法，其特征在于，所述冷态启动条件包括：监测锅炉出口的工质升温速率并控制其在第一升温速率范围内逐渐升温并稳定至第一设定温度。

5.根据权利要求2所述的启动运行控制方法，其特征在于，所述最低温度为密封气入口压力条件下对应的密封气温度；

在步骤S11中，所述控制密封气入口压力与膨胀机主管道压力保持相同，包括：

控制高压级膨胀机(TU001)的密封气入口压力和低压级膨胀机(TU002)的密封气入口压力，使其与高压级膨胀机(TU001)和低压级膨胀机(TU002)主管道压力保持相同。

6.根据权利要求2所述的启动运行控制方法，其特征在于，所述额定工况为设计条件下的膨胀机运行参数；

所述低转速运行状态为不高于低温极限转速，或不高于临界转速，其中，所述低温极限转速为低温运行条件下使轴向力不高于最大设计值的极限转速，所述临界转速为转子出现大幅振动时的转速。

7.根据权利要求2所述的启动运行控制方法，其特征在于，所述步骤S12包括：

S121，辅机系统运行稳定后，打开膨胀机入口闸阀(302)使锅炉出口的工质进入膨胀机，控制膨胀机入口流量在第一流量增量范围内缓慢增加，并控制膨胀机转速在第一升速率范围内逐渐升速；

S122，升速过程中监测膨胀机的密封气出口压力，根据密封气进出口压差条件，调节密封气调节阀以控制密封气入口压力，控制密封气入口温度不低于密封气入口压力对应的最低温度；

S123，升速过程中实时监测膨胀机进出口压力和温度，密封气进出口压力、温度和流量，膨胀机叶轮转速，振动量以及油温的参数，确保所述参数在最佳运行条件内；

S124，在膨胀机叶轮处于低转速运行状态时，保持此状态以进行暖机和监听检查。