本发明公开了一种船用轮机烟气废热双级回收海水淡化装置，该海水淡化装置包含蒸汽发生器、第一冷凝换热器、第二冷凝换热器、排污换热器、淡水储存器、输送管道以及PID控制器。蒸汽发生器为罐状，其内部下方设有烟气加热器，内部上方设有收水器，蒸汽发生器内还设有水位控制器和温度感应器；温度感应器与设在蒸汽发生器外部的数据采集仪相连，数据采集仪向PID控制器输入数据；输送管道包含海水管道、蒸汽管道以及排污管道。本发明提供的船用轮机烟气废热双级回收海水淡化装置，首先利用船用轮机产生的烟气加热海水使之沸腾，然后通过利用水蒸气潜热以及定量排污的热量两级加热新鲜海水从而提高新鲜海水进入蒸汽发生器的温度，进而提高废热的有效利用。