本实用新型涉及熔炼炉装置技术领域，具体的说是一种污泥熔炼炉热能综合利用系统，包括熔炼炉和预热器外壳，所述熔炼炉的烟气出口通过烟气排出管与预热器外壳一侧连通，所述预热器外壳的内部阵列分布有预热导管，所述预热器外壳的顶部通过供气管道与熔炼炉的进气口连接，所述预热器外壳的底部通过进气管与鼓风机连接。本实用新型通过烟气排出管，将高温烟气导入预热器外壳中，从而利用高温烟气，对通过预热导管内部的冷空气进行加热，实现高温烟气的热量回收，加热后的空气通过供气管道导入熔炼炉，从而使得进入炉膛的空气升温，从而提升进炉补氧风的热能，以降低燃料的消耗。