本发明公开了一种基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，包括高低品位有机朗肯循环系统、有机朗肯循环系统、原油输运系统和温差发电及控制系统。高低品位有机朗肯循环系统分别对锅炉尾气进行前后两次分梯级能量回收。有机朗肯循环系统负责为整个系统提供热量，其中一部分热量用来加热原油；另一部分用来发电，剩下锅炉烟气中的热量被有机朗肯循环回收。整个系统不仅保证输油站对原油的加热增压工作，还对锅炉烟气进行了两次回收利用，将回收的热能转化为输油泵所耗的机械能。在节约输油站能耗的同时，还减少了锅炉烟气在环境中的热量排放。