空氣預熱器是利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱燃料燃燒所需空氣以提高鍋爐熱效率的熱交換器。
工作原理是：受熱面的一次通過煙氣，另一面通過空氣，進行熱交換，使空氣得到加熱，提高空氣溫度，同時使煙氣溫度下降，提高煙氣的余熱利用程度。
作用
1、改善并強化燃燒
經過余熱器后的空氣進入爐內，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證了鍋爐內的穩定燃燒，提高了燃燒效率。
2、強化傳熱
由于爐內燃燒得到了改善和強化，加上進入爐內的熱風溫度提高，爐內平均溫度水平也有提高，從而可強化爐內輻射傳熱。
3、減小爐內損失，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率
由于爐內燃燒穩定，輻射熱交換的強化，可以降低化學不完全燃燒損失；另一方面空氣預熱器利用煙氣余熱，進一步降低了排煙損失，因此提高了鍋爐熱效率。根據經驗，當空氣在預熱器中升高1.5℃，排煙溫度可以降低1℃.在鍋爐煙道中安裝空氣預熱器后，如果能把空氣余熱150-160℃，就可以降低排煙溫度110-120℃，可將鍋爐熱效率提高7%-7.5%。可以節約燃料11%-12%。
4、熱空氣可以作燃料干燥劑
對于層燃爐，有熱空氣可以使用水分和灰分較高的燃料，對于電站鍋爐，熱空氣是脂粉系統的重要干燥劑和煤粉輸送介質。
二、空氣預熱器分類
空氣預熱器一般分為板式、回轉式和管式三種。

1、板式空氣預熱器
這種空氣預熱器多用1.5-4mm的薄鋼板制成。將鋼板焊接成成長方形的盒子，將若干盒子拼成一組，整個空氣預熱器由2-4個盒子組成。煙氣由上向下通過，經過盒子外側，空氣則橫向通過盒子的內部，在下部轉彎向上，兩次與煙氣交互傳遞能量，使煙氣與空氣形成逆向流動，獲得較好的傳熱效率。
板式空氣預熱器由于耗用剛才較多，結構不緊湊；焊縫多且易滲漏，現在很少采用。

2、回轉式空氣預熱器
回轉式空氣預熱器又可分為兩種型式：一種是受熱面旋轉的轉子回轉式，另一種是風道旋轉的風道回轉式。
轉子回轉式空氣預熱器是由轉動的圓形轉子和固定的外殼組成，轉子式受熱面，它被分為許多倉格，里面裝有蓄熱板，蓄熱板吸收燃氣熱量并蓄積起來，等到轉至空氣那面，再將襲擊的熱量釋放給空氣，自身溫度降低。受熱面不斷旋轉，熱量便會不斷從煙氣傳送給空氣，空氣得到加熱，煙氣冷卻，這是回轉式空氣預熱器的工作原理。
回轉式空氣預熱器的主要優點是體積小、重量輕、傳熱元件允許有較大磨損，因此特別適合大型鍋爐使用，缺點是結構復雜，且消耗電力，漏風量較大。

3、管式空氣預熱器的結構特點
一、它由許多薄壁鋼管制成。管子垂直交錯排列，兩端與管板焊接，形成了立方形的管箱。煙氣由上向下通過管內，空氣則橫向通過管間，為了使空氣做多次來回流動，在管箱內裝有中間管板。
二、空氣預熱器中煙氣流速的選擇，應從傳熱、磨損、積灰和電能消耗等因素中考慮。流速越高傳熱越好，而且還有一定的自身吹灰效果。