近年来,火电机组向着大型化、高参数方向快速发展,新建了一大批超临界机组,有效降低了燃煤发电平均煤耗水平。但是,也随之带来了一些问题。在超临界机组中,蒸汽参数提高,回热抽汽参数也会随之提高,回热抽汽过热度也随之提高。这就会导致回热系统换热温差增大,能量利用不合理。因此,如何降低回热抽汽过热度是超临界机组的一个重要的课题。另外,在锅炉尾部受热面,空气预热过程中,锅炉排烟温度一般在120-140℃,而环境温度一般在20-30℃,烟气与空气的换热温差也达到了 100℃以上,能量利用亦不合理。因此,有效地利用锅炉尾部烟道的烟气热量也是提高机组效率的重要途径。针对以上问题,本文提出了耦合超临界CO2循环的燃煤发电系统,在抽汽进入回热加热器之前,加热CO2,抽汽过热度作为热源,驱动超临界CO2循环,抽汽过热度得到显著降低,另外,CO2透平的排气可用于加热部分环境温度的空气。而锅炉尾部烟道中,空气预热器分为两级,低温空气预热器加热部分环境温度的空气,空气进一步在高温空气预热器中达到燃烧所需的温度,在两级空气预热器之间布置低温省煤器,加热给水/凝结水,节省汽轮机抽汽。本文以某典型1000 MW超临界燃煤机组为案例,利用EBSILON软件对提出的集成系统模拟,并对结果进行了分析探讨,并绘制了图像(火用),对空气预热过程及给水/凝结水回热加热过程的节能效果进行了热力学评估。同时,还分析了集成系统在余热利用情况下的节能效果。最后对提出的集成系统进行了系统负荷和CO2透平进口压力进行了敏感性分析。并简要地对该集成系统作了经济性分析。结果表明,该集成系统总发电可达1007.79 MW,系统效率可达46.0%,比案例电站提高了 0.4个百分点,供电煤耗降低了 2.6 g/kWh,节能效果显著。