本发明提供一种提升燃气轮机联合循环经济性的余热利用系统，它包括一立式管式空气预热器，以提高所述进口空气的温度；以及一设置在余热锅炉与所述立式管式空气预热器之间的主路烟道，所述主路烟道包括一进气烟道和一排气烟道，所述进气烟道设置在余热锅炉的低温省煤器烟气侧进口烟道与所述立式管式空气预热器进口之间将所述余热锅炉的烟气余热传递给所述立式管式空气预热器，所述排气烟道设置在所述立式管式空气预热器出口与所述余热锅炉低温省煤器烟气侧出口烟道之间将所述立式管式空气预热器换热后的烟气传送给所述余热锅炉。本发明采用从所述余热锅炉低温省煤器进口烟气侧抽出的部分低品位烟气来加热压气机进口空气，实现余热梯级利用，可进一步降低余热锅炉排烟温度，提高余热锅炉效率，提升联合循环机组的运行经济性。