本发明公开了一种基于氟塑料换热器的无CO2排放垃圾焚烧发电系统及其运行方式，属于垃圾焚烧发电技术领域，该系统在大陆具有可实施性，系统采用能量梯级回收、分别回收烟气显热、潜热并取代了部分低压加热器，节约了水资源、提升了垃圾电厂及垃圾焚烧发电厂的热效率，同时，压缩或吸收CO2，避免尚不成熟稳定的CO2捕集技术，及该装置昂贵的投资及运行费用，此外，以空分装置提供纯氧，纯氧和回流烟气掺混后进入焚烧炉燃烧，避免了烟气中掺杂氮气，降低了所有烟气净化端的设备负荷，提升了全厂经济效益，并且，烟气、氧气按比例掺混后分级配风，保护项目已有炉排等设备，不需要额外进行设备更换，分级压缩尾部烟气，生产工业用品SO2等。