本發明涉及一種回收燒結過程余能的有機工質朗肯循環發電系統,由燒結過程間歇性熱源、蓄熱系統和有機工質朗肯循環發電系統組成。燒結機煙氣和環冷機冷卻廢氣經并聯連接后組成燒結過程間歇性熱源;燒結機煙氣和環冷機冷卻廢氣經除塵之后將熱量通過煙氣余能利用換熱器傳遞給蓄熱裝置,燒結機煙氣和環冷機冷卻廢氣從煙氣余能利用換熱器出來后溫度降低,用于燒結料預熱和熱風點火;蓄熱系統中包含輔助加熱器,蓄熱系統通過蒸發器將熱量傳遞給有機工質朗肯循環發電系統,有機工質在膨脹機內膨脹做功帶動發電機發電。本發明能夠有效解決燒結過程熱源溫度低及間歇性余能利用難度大的問題,實現了燒結過程間歇性余能資源分級回收與梯級利用。