本发明提出钢铁厂超临界余能余热协同发电系统及其工作方法，用于把钢铁厂的锅炉产生的有利用价值的余热蒸汽回收至补凝式汽轮机组发电，所述锅炉包括产生超临界超高温蒸汽的高炉煤气锅炉、产生中压过热蒸汽的中压余热锅炉、产生低压过热蒸汽或低压饱和蒸汽的低压余热锅炉、中压蒸汽过热装置、低压蒸汽过热装置；本发明的高炉煤气锅炉产生的超临界超高温蒸汽送到汽轮机高压缸，经做功后变成中压过热蒸汽；汽轮机高压缸排出的过热蒸汽经再热后，进入汽轮机低压缸，中压蒸汽经过热后送到汽轮机低压缸第一补汽口，低压蒸汽经过热后，送到汽轮机低压缸的第二补汽口，本发明可减少发电机组数量，提高机组参数，提高钢铁厂余能余热的发电效率。