本实用新型公开了一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其包括：第一蓄热箱，第二蓄热箱，鼓风机，四通换向阀，引风机，换热器，主燃烧器，天然气源和富氧助燃器；第一蓄热箱、第二蓄热箱和主燃烧器分别连接炉膛；第一蓄热箱通过第一换向管连接四通换向阀；第二蓄热箱通过第二换向管连接四通换向阀；引风机通过排气管连接四通换向阀；鼓风机通过风管连接四通换向阀；天然气源通过天然气管路连接主燃烧器；富氧助燃器的输出端通过供氧管路连接主燃烧器；供氧管路、天然气管路、风管和排气管分别穿过换热器。本实用新型能够克服现有设备在适宜温度区间外工作时已损坏的问题、对处于不同温度区间的燃烧室进行有效热回收、提升热回收率。