热管余热锅炉的工作原理主要依赖于热管的技术，这是一种高效传热元件，由管壳、吸液芯和端盖组成。在热管内部，通过抽成负压并充入适量的工作液体，使得吸液芯毛细多孔材料中充满液体，随后进行密封。热管的两端分别为蒸发段（加热段）和冷凝段（冷却段），根据需要，两段之间可以布置绝热段。
在热管余热锅炉中，热管从烟气中吸收热量，通过热管内的介质将热量传递到汽包中的水中，将水加热汽化。这个过程涉及几个关键部分：
主要热管：负责从烟气中吸收热量。
汽包：位于热管的一端，其中的水被热管加热至沸腾，产生蒸汽。
烟箱：包含烟气的部分，烟气中的热量被热管吸收，用于加热汽包中的水。
热管的工作原理基于其独特的传热机制：当热管的蒸发段被加热时，液体受热蒸发，蒸汽在微小的压力差下流向冷凝段，在冷凝段释放热量并冷凝成液体，液体再通过吸液芯被吸回蒸发段，完成一个循环。这个过程不断重复，有效地将热量从一处传导至另一处。
此外，余热锅炉的另一个重要应用是利用燃油、燃气、燃煤等燃料燃烧后产生的高温烟气释放的热量。这些高温烟气经过余热回收装置，将热量传递给工质水，将其加热成蒸汽，从而有效地利用了燃料燃烧释放的热量，提高了能源利用效率