热管式空气预热器工作原理是传热元件热管通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量。以热管作为高效传热元件，从２０世纪８０年代起，热管式空气预热器在炼化行业得到了推广应用，也是目前国内使用较广泛的一种空气预热器。

热管式空气预热器优点是热管管内工质汽化相变潜热大、传热效率较高、低温段可通过调整翅片间距来提高管壁温度，因此可有效地延缓低温段露点腐蚀的发生。其缺点是使用寿命较短、热媒损失及产生不凝性气体等原因的存在使得热管在长期使用后会因真空度下降而失效，尤其是使用温度过高时（烟气温度超过３５０ ℃），普通水碳钢热管由于饱和蒸汽压过高会出现爆管的可能，而采用有机工质作媒介，其传热效率仅为水碳钢热管的７０％，易出现管内结焦失效，严重制约了设备的使用寿命。

目前，热管式空气预热器一般在运行３～５ａ后，需大批量更换热管，这与装置要求长周期、高效率运行的目标不符。