本发明涉及一种发电控制装置，具体涉及一种螺杆膨胀发电机组全自动控制系统，本发明还涉及该系统的控制方法。
背景技术：
在二硫化碳工业生产过程中将会产生大量的低温余热资源，没有得到很好的有效回收利用，不仅浪费了能源，还使得热污染成为了严重的环境问题。在有机朗肯循环发电机组中，目前螺杆膨胀发电机组应用较为广泛，其主要优势是解决了传统汽轮机维护费用高，系统较复杂，不能用于饱和蒸汽和湿蒸汽的问题。
目前常用的螺杆膨胀发电机组，能够有效回收余热资源，但是由于余热资源往往总量大，单量小且布置分散，所以螺杆膨胀发电机组单机装机容量较小，运行机制为单个发电机组6人三班倒，需要专人开护，增加了企业的经济负担。
技术实现要素：
针对上述情况，本发明的目的是提供一种螺杆膨胀发电机组全自动控制系统，单个发电机组只需要定期巡检即可，无需专人看护，保证螺杆膨胀发电机组安全稳定运行的情况下，降低人员成本，实现一键启动和全天候无人值守，提高机组的经济效益。
本发明的螺杆膨胀发电机组全自动控制系统，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水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。
优选的，所述保护投切界面设置在并网控制柜面板上，通过人工保护投切。
优选的，所述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，增强了了系统的安全性。
一种螺杆膨胀发电机组全自动控制方法，其特征在于：
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的数据确定下一步动作，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、相位角负荷并网条件时，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，冷凝器超压保护等投切；
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。
本发明的全自动控制系统是在结合螺杆膨胀发电机组工艺要求和人工分步启动的基础上，采用自控控制技术，并对其中的控制逻辑关系采用全自动连锁以及自动控制方法，可实现一键启动和全天候无人值守操作，而且各分系统安全稳定运行后，下一个系统才被允许启动，不仅增强了系统的安全性，同时也降低了螺杆膨胀发电机组的运行成本，提高经济效益。
附图说明
图1为本发明全自动控制系统的结构图；
图2为本发明全自动控制系统启动流程图；
图3为本发明螺杆膨胀发电机组工艺流程图；
图中1、热源进口调节阀；2、蒸发器；3、主进气调节阀；4、螺杆膨胀机；5、发电机；6、并网控制柜；7、热源旁路调节阀；8、转子润滑油泵；9、轴承润滑油泵；10、油分离器；11、冷却风机；12、冷凝器；13、循环水泵；14、冷却循环水池；15、工质泵；16、储液罐；17、蒸发器液位计；18、油分离器液位计；19、储液罐液位计；20、转速传感器；21、冷凝器压力传感器；22、水箱温度计；23、油泵压力传感器；24、蒸发器压力传感器；25、旁通电动调节阀；26、水箱水位器；27、热源进口温度计；28、热源出口温度计。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种螺杆膨胀发电机组全自动控制系统，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16中的储液罐液位计19对储液罐16中的液位进行检测，并传输至中控室上位机，通过油分离器10中的油分离器液位计18对油水分离器10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6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10和急停按钮进行控制；
辅助润滑系统：通过转子润滑油泵8出口设置的油泵压力传感器23对转子润滑油泵8的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4上设置的转速传感器20对螺杆膨胀机4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4的转速来确定转子润滑油泵8是否启动；
冷却水循环系统：通过冷却循环水池14中的水箱水位计26对冷却循环水池14中的水位进行测量，通过水箱温度计22对冷却循环水池14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14、循环水泵13、冷却风机11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27和热源出口温度计28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27的开启和热源出口管道上热源旁路调节阀7的调节；
液位控制系统：通过蒸发器2内设置的蒸发器液位计17对蒸发器2的液位测量，中控室上位机通过变频控制器对工质泵15的转速进行控制；
压力控制系统：通过蒸发器压力传感器24对蒸发器2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2排气管道上的旁通电动调节阀7调节；
主进气控制系统：转子润滑油泵8时刻检测螺杆膨胀机4转速，根据开机阶段设定要求进行控制，当发电机5并网后，根据设定功率，通过调节主进气调节阀3控制螺杆膨胀机4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1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6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4的转速控制自动准同期系统的启动，当发电机5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。
具体实施时，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19检测的储液罐16液位≥600mm，油分离器液位计18检测的油分离器10油位≥400mm，并网控制柜6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：螺杆膨胀机转子润滑油泵8根据油泵压力传感器23检测的数据做出反应，当油泵出口设定压力0.5mpa则自动调节润滑油流量；转子润滑油泵8时刻检测螺杆膨胀机系统转动情况，当检测到螺杆膨胀机4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14水位，并进行自动补水，水箱温度计22和水箱水位计26对冷却水循环水池4中水的温度和水位进行检测的数据确定下一步动作，当冷却循环水进水≤30℃时，启动循环水泵13和冷却风机11，当冷却循环水进水≤30℃时，通过变频控制冷却风机11，降低冷却风机11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1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7的开度，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15，工质泵15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,17检测蒸发器2的液位，当液位高度达到设定值350mm时，工质泵15通过变频器控制其转速；蒸发器压力传感器24检测到蒸发器2的压力达到设定值1.2mpa时，通过调节旁通电动调节阀25，维持蒸发器2的压力，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主进气调节阀3来控制螺杆膨胀机4的转速，系统通过转速传感器20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5并网后，根据设定功率，通过调节主进气调节阀3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8；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5与电网的频率、电压、相位角，调节主进气调节阀，当发电机5与电网的频率、电压、相位角负荷并网条件时，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16液位保护，油分离器10油位保护，发电机5超速保护，发电机5超功率保护，发电机5过流保护，发电机5低速保护，蒸发器2超压保护，冷凝器12超压保护等投切；
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。
本发明的各个系统通过网络传送的方式将数据上传至中控室上位机，中控室上位机将数据进行集中管理，同时根据数据反馈情况协调控制螺杆膨胀发电机组的运行，从而实现螺杆膨胀发电机组的全自动管理。