本发明公开了一种铁矿烧结冷却过程复合余热高效利用系统，包括烧结机和环冷机；烧结机和环冷机首尾纵向落差排列，所述烧结机烟道中设置余热回收装置；所述环冷机顶端的热烟气回收罩连接一个双压余热锅炉，双压余热锅炉和余热回收装置连接至一个补气蒸汽式汽轮机，补气蒸汽式汽轮机带动发电机发电，在补气蒸汽式汽轮机蒸汽输入口同时连接蒸汽备用汽源；本发明采用铁矿烧结冷却过程复合发电技术，发电量能达到25～30kwh/t,超国内目前烧结余热发电12～20kwh/t的发电水平；采用热风循环与热风点火技术，可以提高环冷机回收烟气温度50～100℃，减少点火用煤气5～10%，减少对周围空气的热污染和粉尘污染。