一种燃煤机组低温烟气余热深度回收梯级利用系统，第一级为气气换热，利用空气预热器出口烟气加热冷风，回收烟气余热降低除尘器入口烟气温度，提高除尘效率，脱硫塔的入口烟温下降，减少脱硫塔水蒸发量，减少工艺水消耗；第二级为气水换热，利用上一级的热风加热凝结水，提高凝结水温度，热量进入汽机系统，降低汽机热耗；第三级为气气直接换热，上级热风一路送至锅炉送风机入口与冷风混合，预热二次风，回收热量进入锅炉系统，降低机组发电煤耗率，提高锅炉效率，提高冷端温度避免空预器冷端腐蚀，另一路送至低温送风机入口与冷风汇合，低温环境温度避免换热器冷端腐蚀。本实用新型系统结构简单，设计合理，为烟气余热梯度利用提供了新思路。