本发明公开了一种煤粉锅炉燃烧优化控制系统及方法，包括煤粉锅炉系统以及与煤粉锅炉系统连接、用于控制煤粉锅炉系统燃烧调整的DCS控制系统；所述煤粉锅炉系统包括锅炉，锅炉的煤粉入口连接有磨煤机，磨煤机的煤粉出口设置有动态分离器；所述锅炉的内部设置有SCR系统；所述锅炉的两侧分别通过烟气排放管道连接有电除尘器，其中，所述电除尘器上分别设置有飞灰含碳量在线测量装置，飞灰含碳量在线测量装置的输出端连接DCS控制系统的输入端。本发明能够有效降低飞灰含碳量和NOx生成量，提高经济煤种的掺混比例，产生巨大的经济效益。