PM2.5严重危害人类身体健康，是北京大气污染率的重要来源。自1998年开始，北京市率先启动了“煤改气”工作，燃煤热源逐渐被淘汰退出北京市场，转变为燃烧清洁的燃气热源供应方式，大大减少了燃煤污染物的排放，有效的缓解了北京市的环境压力。随着清洁能源天然气的大量使用，天然气热电联产和燃气锅炉供热成为了城市的一种重要的供热方式。天然气在锅炉里燃烧释放出的热量不可能百分百被应用，肯定会发生相应热损失，其中通过烟气排放的热量是各项热损失中最大的一项，排烟温度每上升20℃，锅炉损失约2％的热效率。因此，回收利用烟气排放中的热量加以提高燃气锅炉供热系统的能源利用效率迫在眉睫。　　本文以北京市“煤改气”工程为研究背景，通过分析国内外天然气资源的利用的研究动态和北京市的供热格局，采用热力学的相关理论，对燃气供热锅炉烟气余热利用技术途径和机理进行研究，进而提出回收天然气锅炉烟气余热的技术思路和工程改造方案;探讨了热泵技术用于燃气余热回收的方案，并对其进行了分析，表明热泵用于余热回收的可能性;对跨临界CO2热泵系统进行了分析，结果表明:COP和(火用)效率受蒸发温度和气体冷却器出口温度影响较大;存在某一个最优压力使得系统COP和(火用)效率达到最大;另外，探讨了在北京市以合同能源管理的方式实现天然气锅炉节能技术改造工程的运作模式、节能量计量和效益分摊方法。