Trong lĩnh vực sản xuất điện nhiệt, ống cánh vuông thường đề cập cụ thể đến ống cánh chữ H (còn gọi là ống cánh chữ nhật), bao gồm hai cánh vuông/chữ nhật đối xứng được hàn vào ống cơ sở. Chúng không chỉ để trang trí; thay vào đó, chúng là các bộ phận cốt lõi cho phép hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng trong các nhà máy điện nhiệt. Dưới đây là các ứng dụng và giá trị chính của chúng.

Ống cánh vuông chủ yếu được lắp đặt trong lò khói thải của các lò hơi tiện ích, là vùng trao đổi nhiệt cuối cùng giữa khí thải và chất lỏng làm việc (nước hoặc hơi nước):

• Bộ hâm nước: Sử dụng khí thải nhiệt độ cao để làm nóng trước nước cấp lò hơi, giảm nhiệt độ khí thải và cải thiện hiệu suất nhiệt của lò hơi (giảm 10-20°C nhiệt độ khí thải có thể tăng hiệu suất lò hơi khoảng 1%).

• Bộ sấy không khí: Thu hồi nhiệt thải từ khí thải để làm nóng trước không khí đốt, tăng cường quá trình đốt cháy trong lò và giảm tổn thất do đốt cháy không hoàn toàn.

• Lò hơi thu hồi nhiệt (HRSG): Trong các nhà máy tuabin khí chu trình hỗn hợp (CCGT), nó thu hồi nhiệt từ khí thải nóng của tuabin khí để tạo ra hơi nước cho tuabin hơi.

So với ống cánh xoắn ốc hoặc ống cánh tròn truyền thống, thiết kế vuông hoạt động tốt hơn đáng kể trong các điều kiện khắc nghiệt điển hình của nhà máy điện:

1. Khả năng chống xói mòn/mài mòn tuyệt vời (Quan trọng để ngăn ngừa nổ ống)
   Trong các nhà máy đốt than, khí thải mang theo một lượng lớn tro bay làm xói mòn bề mặt ống nghiêm trọng. Các cánh chữ H tạo ra các kênh luồng khí thẳng, hướng các hạt tro đi qua các khe hở giữa các cánh thay vì gây ra sự mài mòn kiểu "xoáy cắt" như cánh xoắn ốc. Tuổi thọ của chúng chống xói mòn thường gấp 2-3 lần so với ống cánh xoắn ốc, giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động đột xuất do nổ ống.

2. Hiệu suất tự làm sạch và chống bám bẩn vượt trội
   Gốc cánh vuông vuông góc với ống cơ sở, do đó có ít "vùng chết" nơi tro có thể tích tụ. Ngoài ra, tiết diện luồng khí lớn hơn và đồng đều hơn cho phép động năng của khí thải mang theo tro lỏng, ngăn ngừa sự sụt giảm hiệu suất đột ngột do bám bẩn (đặc biệt có lợi cho than cấp thấp, tro cao).

3. Hiệu suất truyền nhiệt cao và giảm áp suất khí thải thấp
   Các cánh mở rộng đáng kể bề mặt truyền nhiệt (thường gấp 5-8 lần ống trần), và cấu hình vuông tạo ra sự nhiễu loạn lớp biên mạnh mẽ khi khí chảy qua bó ống, tăng cường truyền nhiệt đối lưu. Đồng thời, tổn thất áp suất phía khí là khoảng thấp hơn 10-20% so với ống cánh xoắn ốc, giảm tiêu thụ điện năng của quạt hút.

4. Độ cứng cấu trúc và khả năng chống rung cao
   Các cánh vuông đôi hoạt động như "sườn gia cố" kết nối các ống cơ sở, mang lại độ cứng lớn hơn cho toàn bộ bó ống. Điều này chống lại hiệu quả rung động do luồng khí tần số thấp, kéo dài khoảng thời gian bảo trì thiết bị.

• Điện than / Điện sinh khối (Ứng dụng chính)
  Đặc biệt phù hợp với các nhà máy đốt than cấp thấp hoặc tro cao, chúng là giải pháp ưu tiên để giải quyết vấn đề mài mòn và bám bẩn trên bề mặt trao đổi nhiệt lò khói thải.

• Đốt rác phát điện
  Khí thải không chỉ chứa tro mà còn chứa các khí axit có tính ăn mòn cao. Ống cánh vuông có thể dễ dàng lắp đặt các tấm chắn chống mài mòn, và bề mặt của chúng ít bị tích tụ tro dính, đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài.

• Điện mặt trời tập trung (CSP) – Trao đổi nhiệt muối nóng chảy
  Trong các nhà máy CSP loại tháp hoặc loại máng, chúng được sử dụng trong hệ thống tạo hơi nước để tăng cường truyền nhiệt giữa muối nóng chảy và nước/hơi nước. Diện tích truyền nhiệt tăng giúp giảm kích thước thiết bị và chịu được ứng suất sốc nhiệt từ các chu kỳ khởi động/dừng thường xuyên của CSP.

Trong các ứng dụng điện nhiệt, việc lựa chọn vật liệu phải tính đến ăn mòn điểm sương nhiệt độ thấp(ăn mòn điểm sương axit sulfuric):

• Đối với các đoạn nhiệt độ thấp(nơi nhiệt độ khí thải dưới điểm sương axit), thép ND (09CrCuSb), thép không gỉ 316L, hoặc thậm chí bề mặt phủ men thường được sử dụng.

• Đối với các đoạn nhiệt độ cao, các loại thép chịu nhiệt như 20G hoặc 15CrMoG được chọn để đảm bảo độ bền chống rão ở nhiệt độ cao.

• Trong quá trình thiết kế, khoảng cách cánh (thường là 10-25 mm) và chiều cao cánh phải được tính toán chính xác để cân bằng hiệu suất truyền nhiệt và khả năng làm sạch.

Giá trị cốt lõi của ống cánh vuông trong sản xuất điện nhiệt nằm ở khả năng thu hồi nhiệt thải một cách an toàn, hiệu quả và bền bỉ từ khí thải trong môi trường cực kỳ thách thức "bụi cao, xói mòn cao và ăn mòn cao". Chúng là một chi tiết kỹ thuật quan trọng cho phép các tổ máy than quy mô lớn hiện đại giảm tiêu thụ than và đạt được các mục tiêu tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải.