本实用新型公开了属于水泥窑炉节能减排领域的一种与垃圾焚烧电站耦合的水泥窑余热梯级利用系统，主要包括水泥窑烟气系统、垃圾焚烧电站烟气系统、垃圾焚烧电站发电系统等。所述一种与垃圾焚烧电站耦合的水泥窑余热梯级利用系统基于“温度对口、能量梯级利用”原则将水泥窑的烟气余热回收和垃圾焚烧电站的发电过程有效结合起来，利用水泥窑的高温烟气来加热高压蒸汽，供给垃圾焚烧电站高压缸，利用低温烟气来加热低压蒸汽，供给垃圾焚烧电站低压缸，对从水泥窑回收的余热进行梯级利用，与垃圾焚烧电站协同进行电力厂生产。本实用新型将水泥窑炉的烟气余热利用过程与垃圾焚烧发电过程进行耦合，实现了水泥窑烟气余热的高效利用。