一种小型径流透平膨胀机启动系统及其启动方法。小型径流透平膨胀机启动系统包括进气总管、主路管路、旁路管路、检测装置和控制装置。进气总管的一端为介质气进口,另一端分别与主路管路的一端和旁路管路的一端连通,主路管路的另一端和旁路管路的另一端分别与小型径流透平膨胀机的入口和出口连通。主路管路和旁路管路上分别设有调节快关阀和旁路调节阀。检测装置用于实时检测进气总管的进气压力和小型径流透平膨胀机的转速。控制装置用于接收外界对进气总管的进气压力及膨胀机转速的设定,接收阀门状态信号及检测装置的检测结果,控制调节快关阀和旁路调节阀的开度。本发明可实现小型径流透平膨胀机的快速启动,保证启动过程安全可靠。