本实用新型公开了基于能级匹配的空气预热和烟气余热利用系统，系统包括与锅炉烟气出口相连且并联设置的主路烟道和旁路烟道、由主路烟道和旁路烟道汇合形成的主烟道、布置在主路烟道上的空气预热器、沿着烟气流动方向依次布置在旁路烟道上的高压旁路换热器和低压旁路换热器、布置在主烟道上的低温省煤器以及一次风供给单元和二次风供给单元，低压旁路换热器通过第一热媒水系统与一次风供给单元的一次风加热器连接并用于加热一次风，空气预热器通过二次风道与二次风供给单元连接并用于加热二次风。本实用新型能够降低空气预热系统的排烟温度并有效利用烟气余热并合理回收利用烟气热量。