本发明公开一种加热炉余热综合利用发电系统，主要为了综合利用加热炉内的冷却水梁余热和尾部烟道内的烟气余热进行发电。本发明至少包括高压过热蒸汽产生机构、低压过热蒸汽产生机构、补汽凝汽式汽轮机和发电机，高压过热蒸汽产生机构的蒸汽出口与补汽凝汽式汽轮机的主汽口相连，低压过热蒸汽产生机构的蒸汽出口与补汽凝汽式汽轮机的补汽口相连。本发明将产生的高压过热蒸汽和低压过热蒸汽分别进入了主汽口和补汽口进行发电，能量梯级利用，提高了发电的热效率。本发明尽可能回收烟气余热，降低了烟气排出时的温度，减少余热资源的损失。由于采用过热蒸汽发电，提高了蒸汽的发电品质，使发电热效率提高，同时延长了补汽凝汽式汽轮机的使用寿命。