空气预热器（Air preheater），即利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需空气以提高锅炉效率的热交换设备。一般来说空气预热器就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面。用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。

常见的空气预热器一般分为三种：管式空气预热器、回转式空气预热器和热管式空气预热器。其中管式空气预热器结构简单应用广泛，热管式空气预热器为新兴发展出来的一种形式。

一． 管壳式空气预热器原理#8212;#8212;管壳式换热器

管壳式换热器由一个壳体和包含许多管子的管束所构成， 冷、热流体之间通过管壁进行换热的换热器。它适应于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等各个方面。通常管壳式换热器的工作压力可达4兆帕， 工作温度在200℃以下， 在个别情况下还可达到更高的压力和温度。一般壳体直径在1800mm 以下，管子长度在9m 以下,在个别情况下也有更大或更长的。

从结构上来讲，管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，关外流体湍流程度高，传热分系数相对较大;正方型排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。

以图示的方式则如下图：

管壳式换热器按结构特点分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U 型管式换热器、双重管式换热器、填料函式换热器和双管板换热器等。其中前3 种应用比较普遍。

二． 管壳式换热器的发展

管壳式换热器的发展总体上是支承形式的发展,从板式支承到折流杆式支, 再到空心环支承,最后到管子的自支承,当然其间也有交错发展的情况。随着支承形式的发展, 管壳式换热器的壳程给热系数呈现不断提高的趋势,压降呈现不断下降的趋势, 换热器的传热综合性能得到很大的提高。

从管壳式换热器的发展可知, 新的支承结构的出现, 绝大多数是为了使流体的流动方式尽可能变为纵向流,这样有利于管程与壳程的热交换, 从而提高传热系数, 同时伴随着压降的降低, 使得传热综合性能得到很大的提高。直扁钢和波纹扁钢的出现,是为了改善换热器的换热性能,及流体诱导振动问题。然而这些支承结构主要是在高雷诺数下应用, 在低雷诺数下仍然应用较少。由于市场上需要在低雷诺数下使用的换热器, 这也是板式支承结构的换热器仍然应用很广的原因。椭圆截面折流杆的出现,完全是为了解决安装时所存在的问题。因此改进或改变这些杆式支承结构, 使换热器在低雷诺数下的换热或综合性能得到提高,是未来折流杆式换热器发展的方向,也是管壳式换热器发展的方向。同时也要考虑安装等,尽可能使总费用降低。