CN110966059B - 燃煤发电系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃煤发电系统及方法，所述系统包括：空气分离装置、炼焦装置、燃烧装置、第一透平和第一发电机，通过空气分离装置从空气中分离出氧气，避免了空气中的氮参与燃烧反应，从而减少了氮氧化物和氨的排放量，降低了污染物排放量；通过炼焦装置对燃煤原料进行炼焦，使燃煤原料中的氢、硫和磷等污染物转化为煤气，进一步降低了污染物排放量，提高了煤气产量；通过炼焦生成的炭和分离出的氧气燃烧生成高温高压的二氧化碳，将该高温高压二氧化碳输送至第一透平中膨胀做功，驱动第一发电机发电，从而提高了发电效率，并且无需使用煤气进行发电，降低了能耗。

Description

燃煤发电系统及方法
技术领域
本发明涉及一种燃煤发电系统及方法，属于节能技术领域。
背景技术
我国的能源结构特点决定了火力发电在电力生产中的主导地位。近年来，尽管核电、风电、太阳能发电的比重不断提高，但燃煤发电仍是我国电力生产的绝对主力。截至2018年底，全国装机容量19.0亿千瓦，火电装机容量达到11.4亿千瓦，其装机占2018年总发电量的60.2%。正因为如此，在公众舆论中，燃煤电厂成为导致我国大气污染和雾霾的众矢之的。
相关数据显示，我国NOx和SOx每年总的排放量约为4000万吨。然而，越来越多的研究成果表明，氨才是PM.5中绝大多数二次颗粒物形成的根本原因，而燃煤电厂的脱硝过程中会导致大量的氨泄露。也就是说，烟气脱硝不仅没有完全控制NOx的排放，还带来了严重的次生灾害—氨。但到目前为止，我国并没有明确的氨排放控制标准，也没有较精确的氨排放统计结果。初步分析认为，我国每年氨排放超过千万吨；根据雾霾严重地区的相关监测，氨的排放量和排放浓度经常比NOx的浓度还高。
另外，燃煤发电的净效率在30%至40%之间，因此，现有技术中存在燃煤发电污染物排放量大，且发电效率不高的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种燃煤发电系统及方法，以解决现有技术中燃煤发电污染物排放量大，且发电效率不高的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种燃煤发电系统，燃煤发电系统包括：空气分离装置、炼焦装置、燃烧装置、第一透平和第一发电机；
所述空气分离装置的出气口与所述燃烧装置的第一进气口连接；
所述炼焦装置的出料口与所述燃烧装置的进料口连接；
所述燃烧装置的出气口与所述第一透平的进气口连接；
所述第一透平的透平轴与所述第一发电机的转子连接。
优选的，所述燃煤发电系统还包括：回热器、第一冷却装置和第一增压装置；
所述第一透平的出气口与所述回热器的第一进气口连接；
所述回热器的第一出气口与所述第一冷却装置的进气口连接；
所述第一冷却装置的出气口与所述第一增压装置的进气口连接；
所述第一增压装置的第一出气口与所述回热器的第二进气口连接；
所述回热器的第二出气口与所述燃烧装置的第二进气口连接。
优选的，若所述第一冷却装置为冷却器，则所述第一增压装置为压缩机；
若所述第一冷却装置为冷凝器，则所述第一增压装置为增压泵。
优选的，所述燃煤发电系统还包括：第一换热器和煤气净化装置；
所述炼焦装置的出气口与所述第一换热器的第一进气口连接；
所述空气分离装置的出气口与所述第一换热器的第二进气口连接；
所述第一换热器的第一出气口与所述燃烧装置的第一进气口连接；
所述第一换热器的第二出气口与所述煤气净化装置的进气口连接；
所述煤气净化装置的出气口与所述炼焦装置的进气口连接。
优选的，所述燃煤发电系统还包括：第二透平、第二冷却装置、第二增压装置和第二发电机；
所述第一换热器的第三出气口与所述第二透平的进气口连接；
所述第二透平的透平轴与所述第二发电机的转子连接；
所述第二透平的出气口与所述第二冷却装置的进气口连接；
所述第二冷却装置的出气口与所述第二增压装置的进气口连接；
所述第二增压装置的出气口与所述第一换热器的第三进气口连接。
优选的，所述燃煤发电系统还包括：第三透平、第三冷却装置、第三增压装置、第三发电机和第二换热器；
所述第一增压装置的第二出气口与所述第一换热器的第四进气口连接；
所述回热器的第一出气口与所述第二换热器的第一进气口连接；
所述第二换热器的第一出气口与所述第一冷却装置的进气口连接；
所述第二换热器的第二出气口与所述第三透平的进气口连接；
所述第三透平的透平轴与所述第三发电机的转子连接；
所述第三透平的出气口与所述第三冷却装置的进气口连接；
所述第三冷却装置的出气口与所述第三增压装置的进气口连接；
所述第三增压装置的出气口与所述第二换热器的第二进气口连接。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种燃煤发电方法，所述燃煤发电方法包括：
空气分离装置从空气中分离出氧气，并将所述氧气输送至燃烧装置；
燃煤原料在炼焦装置内炼焦生成炭，并将所述炭输送至所述燃烧装置；
所述炭和所述氧气在所述燃烧装置内燃烧，生成二氧化碳，并将所述二氧化碳输送至第一透平；
所述二氧化碳在所述第一透平中做功，并向第一发电机输出机械能；
所述第一发电机将所述机械能转化为电能。
相比于现有技术，本发明所述方法具有以下优点：
本发明所述燃煤发电系统包括：空气分离装置、炼焦装置、燃烧装置、第一透平和第一发电机，通过空气分离装置从空气中分离出氧气，避免了空气中的氮参与燃烧反应，从而减少了NOx和氨的排放量，降低了污染物排放量；通过炼焦装置对燃煤原料进行炼焦，使燃煤原料中的氢、硫和磷等污染物转化为煤气，进一步降低了污染物排放量，提高了煤气产量；通过炼焦生成的炭和分离出的氧气燃烧生成高温高压的二氧化碳，将该高温高压二氧化碳输送至第一透平中膨胀做功，驱动第一发电机发电，从而提高了发电效率，并且无需使用煤气进行发电，降低了能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明燃煤发电系统第一实施例的结构图；
图2为本发明燃煤发电系统第二实施例的结构图；
图3为本发明燃煤发电系统第三实施例的结构图；
图4为本发明燃煤发电系统第四实施例的结构图；
图5为本发明燃煤发电系统第五实施例的结构图；
图6为本发明燃煤发电方法第一实施例的流程图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 空气分离装置 11 第二透平
2 炼焦装置 12 第二冷却装置
3 燃烧装置 13 第二增压装置
4 第一透平 14 第二发电机
5 第一发电机 15 第三透平
6 回热器 16 第三冷却装置
7 第一冷却装置 17 第三增压装置
8 第一增压装置 18 第三发电机
9 第一换热器 19 第二换热器
10 煤气净化装置
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法得到。
参照图1，图1为本发明燃煤发电系统第一实施例的结构图，提出本发明燃煤发电系统第一实施例。
在本实施例中，所述燃煤发电系统包括：空气分离装置1、炼焦装置2、燃烧装置3、第一透平4和第一发电机5。
众所周知，燃煤电厂的NOx来自于燃煤燃烧过程中氮气与氧气的化学反应，而该化学反应对燃煤燃烧没有任何帮助。因此，剔除参与燃烧的空气中的氮气是解决NOx以及氨排放的最有效方法，但由于燃煤原料中除了碳之外，还有很多其它元素，如氢、硫和磷等，也包括少量的氮，剔除空气中的氮气并不能完全消除有害物。幸运的是，这些除碳之外的元素主要存在于挥发份中，在隔绝空气条件下加热就能热解成煤气并从燃煤中分离出来，而煤气是重要的化工原料，也可以代替天然气和燃油作为燃气轮机的燃料，尽管含有硫等有害元素，但与原煤相比，更容易实现清洁燃烧。燃煤原料热解后的残余物为炭，即碳与灰分的混合物，若采用高纯度氧气代替空气与炭进行燃烧反应，其生成物为单一的高温二氧化碳气体，是一种优良的热力循环工质，可以直接采用二氧化碳动力循环实现热电转换，另外，二氧化碳也是一种重要的工业原料，可以通过上述方式变废为宝，大大降低碳排放量。
基于上述原理，本实施例的解决思路是：通过空气分离装置1从空气分离出氧气；通过炼焦装置2对燃煤原料进行炼焦，获得炭和煤气；将炭和氧气输送至燃烧装置3内进行燃烧，生成高温高压的二氧化碳；将该高温高压二氧化碳输送至第一透平4中膨胀做功，并驱动第一发电机5发电。
所述空气分离装置1的出气口与所述燃烧装置3的第一进气口连接。
所述空气分离装置1为将空气液化、精馏、最终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备。所述空气分离装置1从空气I1中分离出高纯度氧气P1，并将该高浓度氧气输送至燃烧装置3。
所述炼焦装置2的出料口与所述燃烧装置3的进料口连接。
所述炼焦装置2指将燃煤原料I2在隔绝空气的条件下加热到1000℃左右，通过热分解和结焦产生炭P2和煤气的设备。所述炼焦装置2对燃煤原料进行炼焦，获得炭和煤气，并将炭输送至燃烧装置3中，获得的煤气可作为化工原料或气体燃料进行外输或储存。所述炼焦装置2可采用炼焦炉及改进型，产物为焦炭，所述炼焦装置2也可采用半焦炉及改进型，产物为兰炭。
所述燃烧装置3是使燃料和氧气以一定方式混合燃烧的设备。在所述空气分离装置1将氧气输送至燃烧装置3，所述炼焦装置2将炭输送至燃烧装置3后，炭和氧气在所述燃烧装置3内燃烧，生成高温高压的二氧化碳。所述炼焦装置2与所述燃烧装置3可采用一体化结构，也可以采用分体结构，本实施例对此不加以限制。例如，将炼焦装置2作为燃烧装置3的一部分，高温炭直接与氧气进行化学反应，减少热损失；也可以采用分体结构，利用技术非常成熟的炼焦炉/半焦炉与燃烧装置3组合。
所述燃烧装置3的出气口与所述第一透平4的进气口连接。
所述第一透平4的透平轴与所述第一发电机5的转子连接。
透平是将流体介质中蕴有的能量转换成机械功的机器，包括：喷管、转子、叶片和透平轴。所述燃烧装置3反应生成的高温高压二氧化碳中含有大量能量，将所述高温高压的二氧化碳输送至所述第一透平4，所述第一透平4的进口温度高于600℃，该高温高压的二氧化碳所具有的能量在流动中经过喷管时转换成动能，流过转子时二氧化碳冲击叶片，推动转子转动，从而驱动第一透平4的透平轴旋转做功，所述透平轴带动所述第一发电机5的转子旋转做功发电。
在本实施例中，所述燃煤发电系统包括：空气分离装置1、炼焦装置2、燃烧装置3、第一透平4和第一发电机5，通过空气分离装置1从空气中分离出氧气，避免了空气中的氮参与燃烧反应，从而减少了NOx和氨的排放量，降低了污染物排放量；通过炼焦装置2对燃煤原料进行炼焦，使燃煤原料中的氢、硫和磷等污染物转化为煤气，进一步降低了污染物排放量，提高了煤气产量；通过炼焦生成的炭和分离出的氧气燃烧生成高温高压的二氧化碳，将该高温高压二氧化碳输送至第一透平4中膨胀做功，驱动第一发电机5发电，从而提高了发电效率，并且无需使用煤气进行发电，降低了能耗。
参照图2，图2为本发明燃煤发电系统第二实施例的结构图，基于上述第一实施例，提出本发明燃煤发电系统第二实施例。
在本实施例中，所述燃煤发电系统还包括：回热器6、第一冷却装置7和第一增压装置8；
所述第一透平4的出气口与所述回热器6的第一进气口连接；
所述回热器6的第一出气口与所述第一冷却装置7的进气口连接；
所述第一冷却装置7的出气口与所述第一增压装置8的进气口连接；
所述第一增压装置8的第一出气口与所述回热器6的第二进气口连接；
所述回热器6的第二出气口与所述燃烧装置3的第二进气口连接。
所述高温高压的二氧化碳经所述第一透平4进行能量转换后，产生一定量的乏气，为了充分利用乏气中的能量，将设置回热器6、第一冷却装置7和第一增压装置8对乏气进行回用。
所述乏气依次经所述回热器6进行热交换，经所述第一冷却装置7内的冷却介质进行降温，经所述第一增压装置8增压后，一部分二氧化碳经所述回热器6加热并进入所述燃烧装置3，用于控制炭和氧气的燃烧温度，从而降低了燃烧装置3的能耗，其余的二氧化碳P3通过所述第一增压装置8的另一个出气口排出，以作为工业原料进行储存或者外输，提高了产物利用率。其中，I3为所述第一冷却装置7的冷却介质进口，I4为所述第一冷却装置7的冷却介质出口。
进一步地，若所述第一冷却装置7为冷却器，则所述第一增压装置8为压缩机；
若所述第一冷却装置7为冷凝器，则所述第一增压装置8为增压泵。
根据冷却介质的性质选择对应的第一冷却装置7和第一增压装置8，当冷却介质无法使二氧化碳凝结时选择冷却器和压缩机，当冷却介质能使二氧化碳凝结时选择冷凝器和增压泵。
在本实施例中，通过回热器6、第一冷却装置7和第一增压装置8对乏气进行处理并回用，降低了能耗，并且提高了产物利用率。
参照图3，图3为本发明燃煤发电系统第三实施例的结构图，基于上述第二实施例，提出本发明燃煤发电系统第三实施例。
在本实施例中，所述燃煤发电系统还包括：第一换热器9和煤气净化装置10；
所述炼焦装置2的出气口与所述第一换热器9的第一进气口连接；
所述空气分离装置1的出气口与所述第一换热器9的第二进气口连接；
所述第一换热器9的第一出气口与所述燃烧装置3的第一进气口连接；
所述第一换热器9的第二出气口与所述煤气净化装置10的进气口连接；
所述煤气净化装置10的出气口与所述炼焦装置2的进气口连接。
在所述炼焦装置2的出气口设置所述第一换热器9，燃煤原料在所述炼焦装置2内炼焦后产生高温炭P2、高温烟气P4和高温煤气P5，高温炭进入所述燃烧装置3，高温煤气和高温烟气进入所述第一换热器9，在所述空气分离装置1输送的氧气进入所述第一换热器9后，氧气在所述第一换热器9内吸收所述高温煤气和高温烟气的余热并进入所述燃烧装置3，与高温炭和来自所述回热器6的高温二氧化碳混合燃烧，产生高温高压二氧化碳。通过所述第一换热器9将高温煤气和高温烟气的热量带入所述燃烧装置3，降低了所述燃烧装置3的能耗，节约了资源。
在所述第一换热器9内，冷却后的高温烟气P6直接排放，高温煤气冷却后进入所述煤气净化装置10，净化后的煤气一部分返回所述炼焦装置2，为所述炼焦装置2提供能源，其余净化后的煤气P7则作为工业原料进行储存或者外输，提高了产物利用率。
在本实施例中，通过在所述炼焦装置2的出气口设置所述第一换热器9，在所述第一换热器9和所述炼焦装置2之间设置煤气净化装置10，降低了燃烧装置3和炼焦装置2的能耗，从而提高了发电效率。
参照图4，图4为本发明燃煤发电系统第四实施例的结构图，基于上述第三实施例，提出本发明燃煤发电系统第四实施例。
在本实施例中，所述燃煤发电系统还包括：第二透平11、第二冷却装置12、第二增压装置13和第二发电机14；
所述第一换热器9的第三出气口与所述第二透平11的进气口连接；
所述第二透平11的透平轴与所述第二发电机14的转子连接；
所述第二透平11的出气口与所述第二冷却装置12的进气口连接；
所述第二冷却装置12的出气口与所述第二增压装置13的进气口连接；
所述第二增压装置13的出气口与所述第一换热器9的第三进气口连接。
在所述第一换热器9处增加了一套由第二透平11、第二冷却装置12、第二增压装置13和第二发电机14组成的余热循环系统，所述第二增压装置13内存有高压冷工质，所述高压冷工质包括但不限于：水、二氧化碳、烷烃或者冷媒。所述第二增压装置13的高压冷工质进入所述第一换热器9，从所述第一换热器9中吸热升温后进入所述第二透平11内膨胀做功，驱动所述第二发电机14发电。所述第二透平11做功后的乏气进入所述第二冷却装置12进行降温或冷凝，然后返回所述第二增压装置13，实现了余热循环，提高了所述第一换热器9中高温烟气和高温煤气的余热利用率。其中，I5为所述第二冷却装置12的冷却介质进口，I6为所述第二冷却装置12的冷却介质出口。
在本实施例中，通过在所述第一换热器9处设置余热循环系统，提高了所述第一换热器9中高温烟气和高温煤气的余热利用率，降低了能耗。
参照图5，图5为本发明燃煤发电系统第五实施例的结构图，基于上述第三实施例，提出本发明燃煤发电系统第五实施例。
在本实施例中，所述燃煤发电系统还包括：第三透平15、第三冷却装置16、第三增压装置17、第三发电机18和第二换热器19；
所述第一增压装置8的第二出气口与所述第一换热器9的第四进气口连接；
所述回热器6的第一出气口与所述第二换热器19的第一进气口连接；
所述第二换热器19的第一出气口与所述第一冷却装置7的进气口连接；
所述第二换热器19的第二出气口与所述第三透平15的进气口连接；
所述第三透平15的透平轴与所述第三发电机18的转子连接；
所述第三透平15的出气口与所述第三冷却装置16的进气口连接；
所述第三冷却装置16的出气口与所述第三增压装置17的进气口连接；
所述第三增压装置17的出气口与所述第二换热器19的第二进气口连接。
在所述回热器6和所述第一冷却装置7之间增加了一套由第三透平15、第三冷却装置16、第三增压装置17、第三发电机18和第二换热器19组成的余热循环系统，所述第三增压装置17内存有高压冷工质，所述高压冷工质包括但不限于：水、二氧化碳、烷烃或者冷媒。所述第三增压装置17的高压冷工质进入所述第二换热器19，从所述第二换热器19中吸热，降低了进入第一冷却装置7的二氧化碳的温度，从而降低了冷却介质的需求量，节约了生产成本。高压冷工质吸热升温后进入所述第三透平15内膨胀做功，驱动所述第三发电机18发电。所述第三透平15做功后的乏气进入所述第三冷却装置16进行降温或冷凝，然后返回所述第三增压装置17，实现了余热循环，提高了所述第二换热器19中余热的利用率。其中，I7为所述第三冷却装置16的冷却介质进口，I8为所述第三冷却装置16的冷却介质出口。
在本实施例中，通过在所述回热器6和所述第一冷却装置7之间设置余热循环系统，提高了所述第二换热器19中余热的利用率，降低了能耗，从而降低了第一冷却装置7对冷却介质的需求量，节约了生产成本。
基于同一发明构思，参照图6，提出本发明燃煤发电方法第一实施例。
在本实施例中，所述燃煤发电方法包括：
步骤S10：空气分离装置从空气中分离出氧气，并将所述氧气输送至燃烧装置。
所述空气分离装置为将空气液化、精馏、最终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备。所述空气分离装置从空气中分离出高纯度氧气，并将该高浓度氧气输送至燃烧装置。
步骤S20：燃煤原料在炼焦装置内炼焦生成炭，并将所述炭输送至所述燃烧装置。
所述炼焦装置指将燃煤原料在隔绝空气的条件下加热到1000℃左右，通过热分解和结焦产生炭和煤气的设备。所述炼焦装置对燃煤原料进行炼焦，获得炭和煤气，并将炭输送至燃烧装置中，获得的煤气可作为化工原料或气体燃料进行外输或储存。所述炼焦装置可采用炼焦炉及改进型，产物为焦炭，所述炼焦装置也可采用半焦炉及改进型，产物为兰炭。
步骤S30：所述炭和所述氧气在所述燃烧装置内燃烧，生成二氧化碳，并将所述二氧化碳输送至第一透平。
所述燃烧装置是使燃料和氧气以一定方式混合燃烧的设备。在所述空气分离装置将氧气输送至燃烧装置，所述炼焦装置将炭输送至燃烧装置后，炭和氧气在所述燃烧装置内燃烧，生成高温高压的二氧化碳。所述炼焦装置与所述燃烧装置可采用一体化结构，也可以采用分体结构，本实施例对此不加以限制。例如，将炼焦装置作为燃烧装置的一部分，高温炭直接与氧气进行化学反应，减少热损失；也可以采用分体结构，利用技术非常成熟的炼焦炉/半焦炉与燃烧装置组合。
步骤S40：所述二氧化碳在所述第一透平中做功，并向第一发电机输出机械能。
步骤S50：所述第一发电机将所述机械能转化为电能。
透平是将流体介质中蕴有的能量转换成机械功的机器，包括：喷管、转子、叶片和透平轴。所述燃烧装置反应生成的高温高压二氧化碳中含有大量能量，将所述高温高压的二氧化碳输送至所述第一透平，所述第一透平的进口温度高于600℃，该高温高压的二氧化碳所具有的能量在流动中经过喷管时转换成动能，流过转子时二氧化碳冲击叶片，推动转子转动，从而驱动第一透平的透平轴旋转做功，所述透平轴带动所述第一发电机的转子旋转做功发电。
在本实施例中，通过空气分离装置从空气中分离出氧气，并将所述氧气输送至燃烧装置；燃煤原料在炼焦装置内炼焦生成炭，并将所述炭输送至所述燃烧装置；所述炭和所述氧气在所述燃烧装置内燃烧，生成二氧化碳，并将所述二氧化碳输送至第一透平；所述二氧化碳在所述第一透平中做功，并向第一发电机输出机械能；所述第一发电机将所述机械能转化为电能。通过空气分离装置从空气中分离出氧气，避免了空气中的氮参与燃烧反应，从而减少了NOx和氨的排放量，降低了污染物排放量；通过炼焦装置对燃煤原料进行炼焦，使燃煤原料中的氢、硫和磷等污染物转化为煤气，进一步降低了污染物排放量，提高了煤气产量；通过炼焦生成的炭和分离出的氧气燃烧生成高温高压的二氧化碳，将该高温高压二氧化碳输送至第一透平中膨胀做功，驱动第一发电机发电，从而提高了发电效率，并且无需使用煤气进行发电，降低了能耗。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种燃煤发电系统，其特征在于，所述燃煤发电系统包括：空气分离装置、炼焦装置、燃烧装置、第一透平和第一发电机；
所述空气分离装置的出气口与所述燃烧装置的第一进气口连接；
所述炼焦装置的出料口与所述燃烧装置的进料口连接；
所述燃烧装置的出气口与所述第一透平的进气口连接；
所述第一透平的透平轴与所述第一发电机的转子连接；
所述燃煤发电系统还包括：回热器、第一冷却装置和第一增压装置；
所述第一透平的出气口与所述回热器的第一进气口连接；
所述回热器的第一出气口与所述第一冷却装置的进气口连接；
所述第一冷却装置的出气口与所述第一增压装置的进气口连接；
所述第一增压装置的第一出气口与所述回热器的第二进气口连接；
所述回热器的第二出气口与所述燃烧装置的第二进气口连接；
若所述第一冷却装置为冷却器，则所述第一增压装置为压缩机；
若所述第一冷却装置为冷凝器，则所述第一增压装置为增压泵；
所述燃煤发电系统还包括：第一换热器和煤气净化装置；
所述炼焦装置的出气口与所述第一换热器的第一进气口连接；
所述空气分离装置的出气口与所述第一换热器的第二进气口连接；
所述第一换热器的第一出气口与所述燃烧装置的第一进气口连接；
所述第一换热器的第二出气口与所述煤气净化装置的进气口连接；
所述煤气净化装置的出气口与所述炼焦装置的进气口连接。
2.如权利要求1所述的燃煤发电系统，其特征在于，所述燃煤发电系统还包括：第二透平、第二冷却装置、第二增压装置和第二发电机；
所述第一换热器的第三出气口与所述第二透平的进气口连接；
所述第二透平的透平轴与所述第二发电机的转子连接；
所述第二透平的出气口与所述第二冷却装置的进气口连接；
所述第二冷却装置的出气口与所述第二增压装置的进气口连接；
所述第二增压装置的出气口与所述第一换热器的第三进气口连接。
3.如权利要求1所述的 燃煤发电系统，其特征在于，所述燃煤发电系统还包括：第三透平、第三冷却装置、第三增压装置、第三发电机和第二换热器；
所述第一增压装置的第二出气口与所述第一换热器的第四进气口连接；
所述回热器的第一出气口与所述第二换热器的第一进气口连接；
所述第二换热器的第一出气口与所述第一冷却装置的进气口连接；
所述第二换热器的第二出气口与所述第三透平的进气口连接；
所述第三透平的透平轴与所述第三发电机的转子连接；
所述第三透平的出气口与所述第三冷却装置的进气口连接；
所述第三冷却装置的出气口与所述第三增压装置的进气口连接；
所述第三增压装置的出气口与所述第二换热器的第二进气口连接。
4.一种应用于权利要求1-3任一所述的燃煤发电系统的燃煤发电方法，其特征在于，基于燃煤发电系统，所述燃煤发电方法包括：
空气分离装置从空气中分离出氧气，并将所述氧气输送至燃烧装置；
燃煤原料在炼焦装置内炼焦生成炭，并将所述炭输送至所述燃烧装置；
所述炭和所述氧气在所述燃烧装置内燃烧，生成二氧化碳，并将所述二氧化碳输送至第一透平；
所述二氧化碳在所述第一透平中做功，并向第一发电机输出机械能；
所述第一发电机将所述机械能转化为电能。
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