本发明公开了属于电站节能领域的一种电站机炉一体化冷端综合优化系统，该系统主要包括汽轮机、主省煤器，主烟道，旁路烟道，汇合烟道，主空气预热器，烟水换热器,高、低压加热器，除氧器，烟气-空气加热器以及抽汽冷凝式空气预热器。采用抽汽冷凝式空气预热器多级串联布置，依次抽取部分汽轮机排汽及相应低压级抽汽，逐级预热冷空气；设置第一、二、三级烟水换热器用于加热给水和凝结水，替代汽轮机的较高压力的抽汽。由此，机炉一体化冷端综合优化系统通过高效余热利用，以及利用低压抽汽加热空气节省用于回热的高压抽汽，从而显著增加机组出功、实现燃煤发电机组的深度节能降耗；并减轻余热利用受热面低温腐蚀问题，经济效益显著。