本发明公开了一种宽负荷燃机余热锅炉脱硝系统，过渡烟道经扩口烟道与余热锅炉本体的入口相连通，余热锅炉本体内沿烟气流动方形依次设置有第一层换热器单元、余热锅炉内旁路烟道段、第二层换热器单元以及催化剂层，其中，各余热锅炉内旁路烟道段与扩散段旁路烟道段的出口相连通，扩散段旁路烟道段的入口与扩口烟道相连通，且扩散段旁路烟道段上设置有旁路烟道挡板门，尿素溶液喷枪插入于所述过渡烟道内，余热锅炉内旁路烟道段上均设置有若干出口，该系统能够有效提高燃机低负荷运行时的烟气烟温，减少烟囱冒黄烟现象的发生。