đồ án thông gió tại nhà máy thép

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI
TRƯỜNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

TÊN ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG
GIÓ NHÀ MÁY SẢN XUẤT PHÔI
THÉP ĐẶT TẠI HÀ TĨNH
NHÓM
Nhóm sinh viên thực hiện:
Trần Thanh Phong
Lê Tuấn Kiệt
Nguyễn Lê Quang Vinh

15017821
15016601
15020561

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo
TP. Hồ Chí Minh, 2017


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

LỜI NÓI ĐẦU

Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay,
chúng em đã nhận không ít sự quan tâm, tận tình giúp đỡ của các quý giảng viên của
trường, gia đình và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc, nhóm em xin gửi đến quý Thầy cô ở Viện Khoa học
Công nghệ và quản lý môi trường– Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM đã cùng
với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em
trong suốt thời gian học tập tại trường.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Thanh Thảo đã tận tình hướng
dẫn và giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian qua. Nhờ những lời hướng dẫn trực tiếp,
tận tình của thầy nên chúng em mới có thể hoàn thiện bài báo cáo đồ án một cách
thuận lợi. Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn cô.
Với vốn kiến thức hẹp và còn nhiều bỡ ngỡ, do vậy không tránh khỏi những
thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý Thầy cô và
các bạn cùng lớp để kiến thức của chúng em trong lĩnh vực này hoàn thiện hơn.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 10 năm 2017

NHÓM 8

Nhóm 8

2


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nhóm 8

3


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nhóm 8

4


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU................................................................................7
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 8
Chương 1: TỔNG QUAN..........................................................................................10
Chương 2: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA BÊN TRONG CÔNG TRÌNH...............13
1. CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN..................................................................13
1.1.

Chọn thông số ngoài phân xưởng:...........................................................13

1.2.

Chọn thông số tính toán trong phân xưởng:...........................................13

1.3.

Thông số về gió:.........................................................................................13

Mùa hè..................................................................................................................... 14
2. TỔN THẤT NHIỆT: Qtth.................................................................................14
2.1.

Cấu tạo kết cấu bao che:...........................................................................14

2.2.

Tính hệ số truyền nhiệt K của kết cấu:....................................................15

Hệ số truyền nhiệt...................................................................................................16
2.3.

Tổn thất nhiệt qua kết cấu:......................................................................16

2.4.

Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu mang vào phân xưởng................18

2.5.

Tốn thất nhiệt do rò gió:...........................................................................18

3. TÍNH TOÁN TỎA NHIỆT BÊN TRONG CÔNG TRÌNH...........................19
3.1.

Nhiệt tỏa do người.....................................................................................19

3.2.

Nhiệt tỏa do thắp sáng..............................................................................20

3.3.

Nhiệt tỏa do thiết bị động cơ.....................................................................20

3.4.

Tỏa nhiệt qua lò tinh luyện.......................................................................21

4. BỨC XẠ NHIỆT QUA CỬA KÍNH VÀ MÁI................................................27
4.1.

Bức xạ nhiệt qua kính...............................................................................27

4.2.

Bức xạ nhiệt qua mái................................................................................29

Chương 3: LƯU LƯỢNG THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN VÀ HÚT THỔI.................32

1. TÍNH LƯU LƯỢNG CÁC THIẾT BỊ...........................................................32
1.1.

Tính toán miệng hút (hút trên thành bể kết hợp thổi gió).....................32

Máy đúc:..............................................................................................................32
2. TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN........................................................35
2.1.
Nhóm 8

Lưu lượng thông gió tự nhiên...................................................................35
5


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

2.2. Lưu lượng thổi.................................................................................................37
2.3. Kích thước miệng thổi.....................................................................................37
Chương 4: TÍNH TOÁN THỦY LỰC VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ.......................38
4.1. Tính toán thủy lực hút.....................................................................................38
4.2 Thiết kế hệ thống thổi.......................................................................................40
4.2.1 Tính toán hệ thống thổi trên đoạn ống chính...........................................40
4.2.2 Tính toán hệ thống thổi trên đoạn ống phụ..............................................42
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ..........................................................................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................45

Nhóm 8

6


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thông số tính toán
Bảng 2.2: Hệ số truyền nhiệt (K)
Bảng 2.3: Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu mang vào phân xưởng
Bảng 2.4: Tổng hợp lượng không khí rò vào nhà qua khe cửa tính cho mùa đông và
mùa hè
Bảng 2.5: Nhiệt tỏa do người ở mùa đông và mùa hè
Bảng 2.6: Lượng tỏa nhiệt do động cơ
Bảng 2.7: Tỏa nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội
Bảng 2.8: Hệ số dẫn nhiệt của từng lớp kết cấu
Bảng 2.9: Hệ số dẫn nhiệt của từng lớp kết cấu
Bảng 2.10: Nhiệt lượng tỏa ra của thành lò
Bảng 2.11: Nhiệt lượng tỏa ra của đáy lò
Bảng 2.12: Nhiệt lượng tỏa ra của nóc lò
Bảng 2.13: Lượng nhiệt tỏa ra từ cửa lò nung lúc mở trống tính chung cho cả mùa
đông và mùa hè
Bảng 2.14: Tổng lượng nhiệt tỏa ra do lò nung
Bảng 2.15: Bức xạ mặt trời qua mái theo hướng
Bảng 2.16: Tổng hợp lượng bức xạ qua mái theo hướng
Bảng 2.17: Bảng thống kê nhiệt thừa
Bảng 3.1: Lưu lượng khối lượng của không khí trong phòng đi vào chụp hút
Bảng 4.1: Tính toán thủy lực cho phần hút
Bảng 4.2: Tính toán thủy lực cho phần thổi

Nhóm 8

7


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

MỞ ĐẦU
Môi trường không khí là một yếu tố ảnh hưởng đến sức khoẻ và năng suất làm việc
của người công nhân. Khi chất lượng môi trường không khí không đảm bảo thì hiệu
quả cũng như chất lượng công việc của người công nhân không đạt yêu cầu. Vì vậy mà
ngày nay các chủ doanh nghiệp, cơ sở sản xuất đã hiểu biết và quan tâm đến rất nhiều
về vấn đề này do nó liên quan đến tính hiệu quả hoạt động kinh doanh của họ. Đặc biệt
đối với những đơn vị sản xuất ngành cơ khí trong quá trình sản xuất phát sinh nhiều
nhiệt, các loại khí độc hại, chất ô nhiễm thì đây cũng chính là vấn đề sống còn.
Đơn vị sản xuất mà trong phạm vi đồ án này em đang quan tâm là một phân xưởng sản
xuất ngành cơ khí tại Hà Tĩnh. Thành phố Hà Tĩnh nói chung có điều kiện khí hậu rất
khắc nghiệt, vào mùa hè gió mùa Tây Nam mang theo cái nóng như thiêu, như đốt tràn
vào nước ta và trong số đó thì tỉnh Hà Tĩnh là một trong những nơi chịu ảnh hưởng
mạnh nhất. Vào mùa đông thì gió mùa Đông Bắc mang theo cái rét từ phương Bắc tràn
xuống phía Nam mà Hà Tĩnh là một trong những cửa ngõ. Do đặc tính khí hậu mang
nhiều bất lợi như vậy nên khi tổ chức thông gió, xử lý khí chúng ta sẽ thấy được hiệu
quả rõ rệt mà thông gió, xử lý khí có thể mang lại cho môi trường sản xuất công
nghiệp nói chung và ngành sản xuất cơ khí nói riêng. Vì vậy mà em đã chọn thông gió,
xử lý khí cho một cơ sở sản xuất ngành cơ khí tại Thành phố Hà Tĩnh làm đề tài phục
vụ đồ án tốt nghiệp của mình.
Nhìn chung đây là một phân xưởng sản xuất cơ khí đặc trưng cho ngành cơ khí của

chúng ta hiện nay. Phân xưởng có tổng diện tích 648 m2 nằm trong một khuôn viên
tổng thể gồm nhiều hạng mục công trình khác như khu văn phòng, khu nhà để xe, hệ
thống đường nội bộ, các công trình phụ trợ khác như điện nước Phân xưởng cơ khí với
đầy đủ các phương tiện sản xuất đặc trưng từ máy mài, lò nung, các bể chứa dung
dịch, bể chứa hoá chất Trong quá trình sản xuất sẽ phát sinh ra một lượng không nhỏ
nhiệt, các loại khí, chất ô nhiễm và phát tán vào môi trường làm việc của người công
nhân. Nếu không được tính toán thông gió cũng như xử lý khí thải phát sinh thì các
chất này sẽ liên tục luẩn quẩn và vây hãm môi trường làm việc của người công nhân.
Về lâu dài các chất ô nhiễm này sẽ là nguyên nhân ảnh hưởng tới sức khoẻ của người
Nhóm 8

8


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

công nhân làm việc trực tiếp trong phân xưởng làm phát sinh nhiều bệnh tật, làm ảnh
hưởng tới năng suất làm việc của họ.
Vì vậy trong phạm vi đề tài này em đã tính toán, sử dụng nhiều phương pháp thông gió
khác nhau nhằm so sánh lựa chọn một phương pháp thông gió phù hợp nhất cho nhà
xưởng sản xuất mà mình đang quan tâm.
Trong quá trình thực hiện, em đã cố gắng rất nhiều dựa vào những kiến thức mình đã
học được nhưng cũng khó tránh khỏi những thiếu sót em rất mong nhận được sự chỉ
bảo của quý thầy cô và sự góp ý của bạn bè.

Nhóm 8

9

Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

Chương 1: TỔNG QUAN
Công ty cổ phần phôi thép Đình Vũ với số vốn đầu tư khoảng 400 tỉ đã góp phần
đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hóa của cả nước nói chung cũng như của Hà Tĩnh nói
riêng. Nhà máy được khơi công xây dựng từ tháng 3 năm 2005 đến nay về cơ bản đã
hoàn thành các hạng mục như cơ sở hạ tầng, lắp đặt thiết bị, dây chuyền hoàn thiện để
sản xuất phôi thép.
Dây chuyền công nghệ của nhà máy được nhập hoàn toàn từ các công ty luyện
thép uy tín của Trung Quốc. Sử dụng thép phế làm nguyên liêu chính, luyện thép quy
trình ngắn: Lò điện

Lò tinh luyện

Máy đúc liên tục.

Nhà máy có công suất 20 vạn tấn 1 năm, kích thước tiết diện phôi 120 x 120 mm,
chiều dài phôi từ 3:6 m. Sản phẩm chính là thép cacbon thường, đồng thời cũng sản
xuất một phần nhỏ thép hợp kim thấp. Thép cacbon thường có mác thép là Q195,
Q235, thép hợp kim thấp có mác thép điển hình là 20MnSi + 25MnSi. Tổng diện tích
của nhà máy khoảng 2 km2, mặt bằng nhà xưởng bao gồm:
 Nhà cân
 Bãi thép phế
 Khu nấu luyện
 Khu lọc bụi
 Khu văn phòng

 Khu đúc rót
 Khu xử lý nước
 Bãi để phôi
 Xưởng sản xuất oxy, khí nén
 Nhà để xe
Nhà xưởng bao gồm 4 gian: gian phối liệu, gian lò điện + lò tinh luyện, gian đúc
liên tục, gian ra phôi. Ngoài ra còn các thiết bị phụ trợ chung, bao gồm: trạm oxy, trạm
Nhóm 8

10


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

xử lý nước, lọc bụi, thiết bị svs, trạm khí nén. Đặc biệt nhà máy có một bãi chứa thép
phế, và số lượng thì căn cứ vào chu kì cung ứng của việc thu mua sắt để xác định,
lượng tồn trữ cần đảm bảo để sản xuất không bị ảnh hưởng gì do vấn đề cung ứng của
sắt thép.
Quy trình công nghệ sản xuất phôi thép
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất phôi thép
Thép phế + vật liệu xi

Lò điện 30T

Lò tinh luyện 40T

máy đúc liên tục 3

dòng Phôi.
Thép phế và gang thỏi cần dùng cho luyện thép lò điện tử bãi chứa của nhà máy
hay mua từ bên ngoài chở vào gian phối liệu, phân loại và sắp xếp riêng từng thứ. Việc
phối liệu được làm ở gian phối liệu, thực hiện phối liệu tiêu chuẩn hóa theo chế độ
than quy định vừa cho chảy hết, khi phối liệu phải làm sao ổn định về trọng lượng và
thành phần.
Nguyên liệu phối trộn xong sẽ dùng có liệu và xe chở vào khoag lò, khi cần nạp
liệu vào lò điện, cần móc sẽ móc giỏ liệu lên trên lò để cho liệu vào lò, nói chung một
lò nạp liệu 2-3 lần. Khi giỏ liệu đầu tiên được nạp vào lò rồi thì có thể đóng điện nấu
luyện. Khi mới đóng điện, dùng công suất cấp 1 nhỏ một chút, sau 3-5 phút sẽ nấu
luyện bằng công suất lớn.
Khi toàn bộ vật liệu vào lò đã chảy hết r, nhiệt độ nước thép trong lò nâng lên đến
1550oC thì ra thép, lúc đó sẽ thả Fe rô vào thùng nước thép.
Ra hết thép rồi, thùng nước thép sẽ được xe sàn chở đến vị trí lò tinh luyện tăng
nhiệt, cho thêm Fe rô, điều chỉnh thành phần và nhiệt độ của nước thép.
Xỉ lò sinh ra trong quá trình luyện thép lò điện sẽ chảy xuống phía dưới lò, chờ
nguội đi sẽ dùng xe ben chở ra bãi xỉ.
Vật liệu rời như vật liệu tạo sỉ, Fe rô, qua hệ thống nạp liệu tự động lượt nạp vào lò
hay vào thùng nước thép.
Khói sinh ra trong quá trình luyện thép lò điện sẽ được hút qua lỗ số 4 trên đỉnh lò
và hệ thống lọc bụi tổng hợp trên đỉnh lò, qua máy làm nguội, bộ lọc bụi kiểu túi V.V..
bụi sẽ được lắng lại, khói sẽ được thảy ra ống khói, khói bụi sinh ra khi tinh luyện sẽ
được lắng lọc bụi qua hệ thống chung rồi thảy ra ống khối.
Nước thép được xử lý qua lò tinh luyện, khi nhiệt độ và thành phần đều đạt yêu
cầu của máy đúc liên tục thì xe chỡ thùng nước thép sẽ chạy ra, cầu trục sẽ nâng thùng
Nhóm 8

11

Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

nước thép lên sàn quay của máy đúc, sàn quay cho thùng nước thép tới vị trí rót thép
để đúc liên tục. Phôi thép đúc ra sẽ được nắn thẳng, cắt đầu cắc đuôi, kiểm tra đo
lường xong, đưa đến xưởng cấn thép hoặc xếp đống chờ chuyển đi.
Sơ đồ công nghệ sản xuất như sau:

Để tạo ra những thanh thép chất lượng mà chúng ta thường thấy khi xây dựng các
công trình, tòa nhà hay các vật dụng được làm từ thép như dao, kéo, bàn ghế...đòi hỏi
phải tuân thủ nghiêm ngặt quy trình sản xuất thép. Việc tuân thủ quy trình này nhằm
kiểm soát chặt chẽ chất lượng sản phẩm đầu ra và hạn chế tối đa các khuyết điểm và
phế phẩm sản phẩm trong quá thực hiện. Qúa trình sản xuất thép trải qua các công
đoạn chính sau đây:
Công đoạn 1: Xử lý quặng
Các loại quặng được khai thác dưới lòng đất như: quặng viên (Pellet), quặng sắt ( Iron
ore), quặng thiêu kết và các chất phụ gia như than cốc (coke), đá vôi (lime stone) và
thép phế liệu sẽ được đưa vào lò nung (Blast furnace), tại đây, hỗn hợp nguyên liệu
Nhóm 8

12


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

đầu vào được nung nóng tới 1 nhiệt độ nhất định để tạo thành dòng kim loại nóng chảy
(hot metal).

Công đoạn 2: Tạo dòng thép nóng chảy
Các nguyên liệu đầu vào được trộn lẫn và đưa vào từ phần đỉnh của lò cao. Sau đó khí
nóng sẽ được đưa trực tiếp vào phần dưới lò. Khí CO phát sinh tại công đoạn này dưới
việc đốt cháy than cốc. Nhiệt độ trong lò gia tăng lên tới 2000ºC, quặng sắt sẽ trở
thành thép nóng chảy ở dưới lò, gọi là thép đen nóng chảy. Trong thép đen chứa
Cacbon (S), Silic (Si), Lưu Huỳnh (S) và gồm nhiều thành phần tạp chất khác. Sau đó,
thép đen sẽ được tinh lọc lại để trở thành thép nóng nóng chảy nguyên chất.
Dòng kim loại nóng chảy được dẫn tới lò cơ bản (Basic oxygen furnace), hoặc lò hồ
quang điện (Electric arc furnace).Tại đây, kim loại nóng được xử lý, tách tạp chất
(trong quặng chứa các thành phần kim loại và tạp chất) nhằm tạo sự tương quan giữa
các thành phần hoá học trong quá trình sản xuất thép. Giai đoạn này quyết định mác
thép sản phẩm. Ví dụ nếu muốn tạo ra mác thép SD 390 thì thành phần hóa học sẽ
được điều chỉnh theo quy định bằng cách thêm hoặc bớt hàm lượng các nguyên tố hóa
học để cho ra mác thép SD390. Việc quyết định loại mác thép cho sản phẩm sẽ được
thực hiện trong giai đoạn này.
Công đoạn 3: Đúc tiếp liệu
Dòng kim loại sau khi ra khỏi giai đoạn 2 được đưa tới lò đúc phôi, lò này sẽ đúc ra 3
loại phôi khác nhau:
Phôi thanh (Billet) là loại phôi có tiết diện 100x100, 125x125, 150x150 dài 6-9-12 m.
Thường dùng để cán hay kéo thép cuộn xây dựng và thép thành vằn.
Phôi phiến (Slab) là loại phôi thường dùng để cán ra thép cuộn cán nóng, thép tấm cán
nóng, thép cuộn cán nguội hoặc thép hình.
Phôi Bloom là loại phôi có thể sử dụng như hai loại phôi thanh và phôi phiến.

Nhóm 8

13


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

Sau khi, phôi được đúc có thể để ở hai trạng thái: trạng thái nóng và trạng thái nguội.
Trạng thái nóng (hot direct rolling) trạng thái này duy trì phôi ở một nhiệt độ cao sau
đó đưa thẳng vào quá trình cán nóng.
Trạng thái nguội của phôi để xuất bán hoặc chuyển tới các nhà máy khác để làm nóng
lại (Reheating furnace) sau đó đưa vào nhà máy cán nguội để sản xuất thép cán nguội.

Công đoạn 4: Cán ( bao gồm sản phẩm cán nóng và cán nguội)
Phôi nóng từ dây chuyền đúc được cán liên tục với tốc độ cao cho ra các sản phẩm
thép hình dẻo dai, có bề mặt sáng đẹp như: thép hình chữ U,I,V,H, thép cuộn và thép
thanh xây dựng (có gân và không có gân).
Sau khi cán ra thép cuộn cán nóng có thể đưa thẳng tới nhà máy cán thép ống hàn
(welded pipe mill).
Đưa phôi vào nhà máy thép tấm (Plate mill) để cán ra thép tấm đúc(Plate).
Muốn cán ra thép cuộn cán nguội (Cold roll coil-CRC) thì hạ nhiệt độ cuộn thép xuống
nhiệt độ thích hợp và tiếp tục và cho qua dây chuyền tẩy rỉ trước khi đưa vào máy cán
5 giá liên tục, tại mỗi giá cán đều trang bị máy đo độ dày bằng tia X và thiết bị cân
chỉnh độ dày tự động AGC. Số lần cán phụ thuộc vào chiều dày nguyên liệu thép cuộn
cán nóng và chiều dày sản phẩm đầu ra được yêu cầu. Sản phẩm thép cuộn cán nguội
ở công đoạn này mỏng hơn, bề mặt bóng, sáng và cứng hơn.
Công đoạn 5: Thép cuộn mạ kẽm và thép ống
Nhóm 8

14


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

Thành phẩm của công đoạn 4 là thép cuộn cán nguội, thép cuộn cán nguội sẽ trải qua
quá trình mạ kẽm bằng công nghệ NOF để hoàn thiện bề mặt cuộn lần cuối cùng cũng
như phủ thêm một lớp mạ có độ bám dính cao trên bề mặt để chống ăn mòn, bảo vệ
thép, tăng tuổi thọ sử dụng của sản phẩm.
Thép cuộn mạ kẽm sẽ là nguyên liệu để sản xuất các loại thép ống, tại Vina One,
chúng tôi sử dụng công nghệ hàn cao tần trong quá trình cuốn ống để đảm bảo độ nhẵn
bóng và trơn láng cho từng đường hàn, góc cạnh của thép. Các sản phẩm thép cán
nguội như thép hộp chữ nhật, thép hộp vuông, thép hộp tròn sẽ được sản xuất với
nhiều mẫu mã, kích thước đa dạng.
Trên đây, là quy trình sản xuất thép. Như vậy chúng ta đã hiểu được sơ bộ thép cán
nguội và cán nóng được sản xuất ra như thế nào.

Chương 2: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA BÊN TRONG
CÔNG TRÌNH
1. CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
1.1. Chọn thông số ngoài phân xưởng:
a. Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời vào mùa hè:
= = 29,40C
(Tra bảng 2.2 Nhiệt độ không khí trung bình tháng và năm(), QCXDVN02:2008/BXD)
b. Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời vào mùa đông:
=18,70C
(Tra bảng 2.6. Nhiệt độ không khí thấp nhất tuyệt đối tháng và năm ( oC),
QCXDVN02:2008/BXD)
= 5,20C
(Tra bảng 2.4. Nhiệt độ không khí thấp nhất trung bình tháng và năm(),
QCXDVN02:2008/BXD)
=> = (+ )/2= (29,4+18,7)/2 = 24,050C
1.2. Chọn thông số tính toán trong phân xưởng:

a. Nhiệt độ tính toán bên trong nhà vào mùa hè:
được lấy bằng nhiệt độ tính toán ngoài nhà vào mùa hè cộng thêm (2  3)0C.
Nhóm 8

15


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

Nên ta chọn: = 29,4 + 2 = 31,40C
b. Nhiệt độ tính toán bên trong nhà vào mùa đông:
Còn nhiệt độ tính toán trong nhà về mùa đông được lấy từ (20  24)0C.
Nên ta chọn = 210C.
1.3. Thông số về gió:
a. Mùa hè:
- Hướng gió chính về mùa hè là gió thổi theo hướng Tây Nam. (Tham khảo khí
hậu tại trạm Vinh)
- Ta có : VH = 3,5 (m/s) (Tra bảng 2.16 TCVN 02:2008-BXD, tháng 6)
b. Mùa đông:
- Hướng gió chính về mùa đông là gió thổi theo Đông Bắc. (Tham khảo khí hậu
tại trạm Vinh)
- Ta có : VĐ = 3,1 (m/s) (Tra bảng 2.16 TCVN 02:2008-BXD, tháng 1).
Bảng 2.1: Thông số tính toán
Mùa hè

Mùa đông

(0C)

(0C)

V(H)(m/s)

(0C)

(0C)

V(Đ)(m/s)

29,4

31,4

3,5

24,05

21

3,1

2. TỔN THẤT NHIỆT: Qtth
2.1.

Cấu tạo kết cấu bao che:

a. Tường gồm có 3 lớp:

Hình 1.1 : Kết cấu của tường.
Lớp 1: Vữa trát trong.
 Dày 1 = 12 mm = 0,012 m.
Nhóm 8

16


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

 Hệ số dẫn nhiệt: 1 = 1,032 (kcal/mhoC)
Lớp 2: Gạch nhiều lỗ xây vữa nhẹ.
 Dày 2 = 200 mm = 0,2 m.
 Hệ số dẫn nhiệt: 2 = 0,7 (kcal/mhoC).
Lớp 3: Vữa trát ngoài.
 Dày 3 = 12 mm = 0,012 m.
 Hệ số dẫn nhiệt: 3 = 1,032 (kcal/mhoC).
b. Cửa sổ bằng nhôm:
Dày k = 6 mm = 0,006 m.
Hệ số dẫn nhiệt: k = 0,65 (kcal/mhoC).
c. Cửa ra vào bằng nhôm:
Dày g = 1,5 mm = 0.0015 m.
Hệ số dẫn nhiệt: g = 50 (kcal/mhoC).
d. Mái che được phủ sơn bằng kim loại
Dày m = 1 mm = 1.10-3 m
Hệ số dẫn nhiệt: m = 50 (kcal/mhoC).
e. Vòm kim loại
Dày m = 1 mm = 1.10-3 m

Hệ số dẫn nhiệt: m =50 (kcal/mhoC).
f. Tường bao che bằng kim loại
Dày m = 1,5 mm = 0.0015 m.

Hệ số dẫn nhiệt: m =203,5 W/m0C=50 (kcal/mhoC)
2.2. Tính hệ số truyền nhiệt K của kết cấu:
Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu được tính theo công thức:
K=

(kcal/h)

Trong đó:
t (kcal/m2h0C) : hệ số trao đổi nhiệt bên trong nhà, đối với bề mặt trong của
tường nhẵn t = 7,5 (kcal/m2h0C).
n (kcal/m2h0C) : hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài nhà, đối với tường, cửa sổ, cửa
ra vào, mái n = 20 (kcal/m2h0C). Riêng đối với trần n = 10 (kcal/m2h0C)
i (m) chiều dày lớp kết cấu i.
Nhóm 8

17


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

i (kcal/mh0C) hệ số dẫn nhiệt của kết cấu i.

Bảng 2.2: Hệ số truyền nhiệt (K)
T

Tên kết cấu

T
1

Hệ số truyền nhiệt

Tường
Cửa sổ

Kt =

2

Kết quả
K (kcal/h)
0,59

5,193

Cửa ra vào

3

5,45

Mái

4

2.3.

Km =

5,45

Tổn thất nhiệt qua kết cấu:

a. Tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa đông:
Tổn thất nhiệt qua kết cấu được tính theo công thức:
Q = K.F.ttt(Đ) (kcal/h)
Trong đó:
K (kcal/m2 .h.0C)
F

(m2)

ttt(Đ) (0C)

: hệ số truyền nhiệt qua kết cấu, tra bảng 1.2.
: diện tích bề mặt kết cấu, tra bảng 1.3.
: hiệu số nhiệt độ tính toán giữa không khí trong và ngoài

nhà vào mùa đông, tính như sau: ttt(Đ) = ( -).
Nhóm 8

18

Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

=24.05C, = 210C được tra ở bảng 1.1.
:

hệ số hiệu chỉnh kể đến vị trí của kết cấu.

Đối với kết cấu tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài thì  = 1.
Đối với trần  = 0,8
 Tổn thất qua tường:
Diện tích tường: Ftường = Ftường ngoài + Ftường trong – Fcửa đi – Fcửa sổ
Trong đó: Tường ngoài gồm 4 tường, mỗi tường ứng với chiều dài, chiều
cao và độ dày như hình vẽ.
Trường trong gồm 1 tường và ứng với chiều dài, chiều cao và độ
dày như hình vẽ.
Cửa đi gồm 4 cửa, mỗi cửa có chiều dài 2m, chiều rộng 1,2m
Cửa sổ gồm 17 cửa, mỗi cửa có chiều dài 2,4m, chiều rộng 1m
Ftường = (18+0.496x2)x8x2 + (36+0.496x2)x8x2 + (15+0.496/2)x8 –
(2x1,2x4x4)+(2,4x1x17) = 1580,128 m2
Qtường = t x Ft x Kt = (24.05-21)x1 x 1580,128 x 1.98 = 9542.39 (Kcal/h)
 Tổn thất qua nền:
Diện tích nền: F1 = 4x(36+18) = 216 m2
F2 = F1 – 48 = 168 m2
F3 = F1 – 80 = 136 m2
F4 = (36x18 +128 – 3F1) + 16 = 144 m2
Qnền = t x Fn x Kn = 3x216x0,4 + 3x168x0,2 + 3x136x0,1 + 3x144x0,06 =
426,72 (Kcal/h)
 Tốn thất do kết cấu bao che: Q = Q t + Qn = 9542.39 + 426,72 =

9969.1(Kcal/h)
 Vì nhà xưởng được xây theo hướng tây nên có tổn thất theo phương
hướng là 5%. Qph = Qx5% = 9969.1 x5% = 498.45 (Kcal/h)
b. Tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa hè:
Tính toán tổn thất qua kết cấu bao che mùa hè (tương tự như tính ở mùa đông)
Q = Q t + Qn
Trong đó:
Qtường = t x Ft x Kt = (31.4-29.4)x1 x 879,782 x 1,98 = 3483.936 (Kcal/h)
Qnền = t x Fn x Kn = 2x216x0,4 + 2x168x0,2 + 2x136x0,1 + 2x144x0,06 =
284,48 (Kcal/h)
 Tốn thất do kết cấu bao che: Q = Q t + Qn = 3483,937 + 284,48 = 3768,417
(Kcal/h)
 Vì nhà xưởng được xây theo hướng tây nên có tổn thất theo phương hướng là
5%. Qph = Qx5% = 3768,417x5% = 188,421 (Kcal/h)
2.4. Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu mang vào phân xưởng.
Nhóm 8

19


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

Trong đó:
Cthép (kcal/kg.: nhiệt dung riêng của thép. C thép = 0,115 kJ/kg.K == 0,03



Kcal/kg

trọng lượng vật đưa vào phòng, G= 100 kg/h trong 1 lò nung mà phân



xưởng có 3 lò nên G=300 kg/h
: nhiệt độ lúc cuối và đầu của vật coi như bằng nhiệt độ tính toán không



khí ngoài trời và trong nhà.
: phần nhiệt mà vật thể nhận được, =0,4 ( Bảng 2.11, sách thông gió và



kĩ thuật xử lí khí thải của TS Nguyễn Duy Động).


Ta có:=- .



Tùy theo mùa tính toán mà ta có:

Sau khi tính toán ta được kết quả bảng 2.3
Bảng 2.3: Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu mang vào phân xưởng.
Mùa Đông
G

C

kg/h

kcal/kg

300

0.03

2.5.

3

Mùa Hè

0.4

G

C

kg/h

kg/h

kcal/kg

10.8

300

0.03

kg/h
2

0.4

7.2

Tốn thất nhiệt do rò gió:

Tốn thất nhiệt do rò gió được tính theo công thức:
Qgió = C.( - ).ggl. l (kcal/h)
Trong đó:
Với l (m)

: tổng chiều dài của khe cửa mà không khí lọt vào.

ggl (kG/mh) : lượng không khí lọt vào nhà qua một mét chiều dài của khe cửa
phụ thuộc vào tốc độ gió.
C (kcal/kG.0C): Nhiệt dung riêng không khí, C = 0,24 (kcal/kG.0C)
(0C)
Nhóm 8

: Nhiệt độ tính toán trong nhà tùy theo mùa đang tính toán.
20


Đồ án Thông gió

(0C)

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

: Nhiệt độ tính toán ngoài nhà tùy theo mùa đang tính toán.

Bảng 2.4: Tổng hợp lượng không khí rò vào nhà qua khe cửa tính cho mùa đông và mùa hè.
Tên
cửa
CĐ
CS
CĐ
CS
CM
CS
CM

l(m
)
16
28
16
28
176,8
28
176,8

Số
lượng
1

2
1
5
1
6
1

CĐ
CS
CM
Đông
CĐ
V=3.1 m/s MP 1
CS
CĐ
MP 2
CS
Tổng rò gió mùa đông

16
28
176,8
16
28
16
28

1
5
1

1
2
1
2

Mùa

Mặt
MC

Hè
V=3.5 m/s

MP 1
MP2

C

0.24

G
(kG/mh)
12.6
2.76
12.6
2.76
2.76
2.76
2.76

%

t

100
50

2

50

Tổng rò gió mùa hè
MC

0.24

31.08
6.77
6.77
31.08
6.77
31.08
6.77

100
50

3

50

Q
(kcal/h)
96,77
74,19
48,38
92,74
117,11
111,28
117,11
657,58
358,04
682.42
861,79
179.02
136.48
179.02
136.48
2533,25

3. TÍNH TOÁN TỎA NHIỆT BÊN TRONG CÔNG TRÌNH
3.1.

Nhiệt tỏa do người

Nhiệt tỏa do người xác định theo công thức:
= N.qh (kcal/h)
Trong đó:
N: số người có trong phân xưởng, N=78 (người)
qh: lượng nhiệt tỏa ra trong 1h và nó phụ thuộc vào trạng thái lao động và nhiệt độ môi

trường xung quanh. (Tra bảng 2-2, sách Trần Ngọc Chấn)
Về mùa đông: nhiệt độ môi trường làm việc t=20oC, qh = 90 (Kcal/h.người)
Về mùa hè: nhiệt độ môi trường làm việc t= 35oC, qh = 5 (Kcal/h.người)
Bảng 2.5: Nhiệt tỏa do người ở mùa đông và mùa hè
Phân
Q (kcal/h)
(kcal/h)
TT
N( người)
Mùa đông Mùa hè Mùa đông Mùa hè
xưởng
Gia công1
78
90
5
7020
390
chế tạo
3.2.

Nhiệt tỏa do thắp sáng

Lượng nhiệt do thắp sáng được xác định theo công thức:
QTS= Nx860 (kcal/h)
Trong đó:
Nhóm 8

21

Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

N: tổng số công suất của bóng đèn, N=200x40 (w) = 8 (Kw), trong phân
xưởng có 200 bóng với công suất 40W/1 bóng.
Như vậy:
QTS= 8x860 = 6880 (kcal/h)
3.3.

Nhiệt tỏa do thiết bị động cơ

Lượng nhiệt tỏa do thiết bị động cơ xác định theo công thức:
Q = ( kcal/h)
Trong đó:
: hệ số sử dụng công suất điện đặt máy , = 0,7÷0,9
: hệ số phụ tải( là tỷ số giữa công suất điện tiêu thụ trung bình với công suất
điện tiêu thụ cực đại), =0,5÷0,8
: hệ số kể đến làm việc đồng thời của động cơ điện, = 0,5÷1
: hệ số kể đến chuyến biến cơ năng thành điện năng và tỏa vào không khí xung
quanh,= 0,65÷1
N: công suất tiêu chuẩn của các động cơ điện tiêu thụ (kW
Bảng 2.6: Lượng tỏa nhiệt do động cơ
KÝ
HIỆ
U
1
2

TÊN GỌI

Máy đúc
Máy sản xuất
oxy

SỐ
LƯỢNG

860

QĐc

2

0.8

0.6

0.7

0.8

5.5

860

2542.848

4

0.8

0.6

0.7

0.8

10

860

9246.72

TỔNG

Nhóm 8

N

11789.568

22


Đồ án Thông gió

3.4.

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

Tỏa nhiệt qua lò tinh luyện



Số lượng : 3



Lò ngang



Cấu tạo của lò tinh luyện
 Lớp thép chịu lực: 1= 6mm = 6.10-3m ; 1=0,65 kcal/m.h.C
 Lớp bông khoáng: 2=120mm=0,12m; 2=0,034 kcal/m.h.C
 Lớp gạch samot nhẹ: 3 = 370mm=0,37m : 3 = 0,35 kcal/m.h.C
a. Nhiệt lượng tỏa ra cho 1m2 thành lò (mùa hè):

 Nhiệt độ bên ngoài lò: 31,4 (C)
 Nhiệt độ bề mặt trong lò:
τT = tT -5 = 1400-5 = 1395 (C)
 Giả sử nhiệt độ bề mặt bên ngoài thành lò :
τN= 130(C)
 Hệ số trao đổi nhiệt :
N =L.(τN-)0,25 + [()4 - ()4]
= 2,2.(130-31,4)0,25 +
= 14.51 (kcal/m2h 0C)
- Trong đó:
 L: Hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí của thành lò. Lò
đứng L=2,2

 τN: Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của lò nung, 0C.
 tN

: Nhiệt độ không khí xung quanh lò, tùy thuộc vào mùa ta tính

toán, 0C.
 Cqd :Hệ số bức xạ nhiệt quy diễn, Cqd = 4,2 (kcal/m2h 0K4)
 Nhiệt lượng tỏa ra trên 1m2 bề mặt bên trong ra bề mặt bên ngoài là :
Nhóm 8

23


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

QN = N.F.( τN - ) = 14,51.1.(130-31,4) = 1430,686 (kcal/h)
 Hệ số dẫn nhiệt của lớp kết cấu thứ i
i = o +.t
 = 0,0001  0,001 ( chọn 0,001)
Bảng 2.8: Hệ số dẫn nhiệt của từng lớp kết cấu
STT

Tên vật liệu

 (kcal/m.h.C)

1

Lớp thép chịu lực

0,65+0,001.1395 = 2,045

2

Lớp bông khoáng

0,034+0.001. = 0,797

3

Lớp gạch samot nhẹ

0,35+0,001.130 = 0,48

 Hệ số truyền nhiệt K
K= (kcal/m2h 0C)
- Trong đó:
 i: Chiều dày lớp vật liệu (m)
 i: hệ số dẫn nhiệt (kcal/m.h.C) các lớp vật liệu tường lò.
- Kiểm tra lượng nhiệt truyền qua kết cấu 1m2 thành lò
Q = K.F.( τT – τN)
= 1,08x1.(1395-130) = 1366,2 (kcal/h)
- Sai số:
H = < 5% (nhận)
Khi đó, lượng nhiệt thực truyền qua kết cấu 1m2 thành lò là:

=
b. Nhiệt lượng tỏa ra cho 1m2 thành lò (mùa đông):

 Các bước thực hiện tương tự như cách tính mùa hè. Ta được:
 Nhiệt độ bề mặt trong lò: 21
τT=tT -5 = 1400-5 = 1395 (C)
 Giả sử nhiệt độ bề mặt bên ngoài thành lò :
Nhóm 8

24


Đồ án Thông gió

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Thảo

τN= 120 (C)

 Hệ số trao đổi nhiệt :
N=L.(τN-tNĐ)0,25 + [()4 - ()4]
= 2,2.(120-21)0,25 +
= 13,89 (kcal/m2h 0C)
- Trong đó:
 L: Hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí của thành lò. Lò
đưng L=2,2
 τN: Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của lò nung, 0C.
 tN: Nhiệt độ không khí xung quanh lò, tùy thuộc vào mùa ta tính
toán, 0C.
 Cqd: Hệ số bức xạ nhiệt quy diễn, Cqd = 4,2 (kcal/m2h 0K4)


Nhiệt lượng tỏa ra trên 1m2 bề mặt bên trong ra bề mặt bên ngoài là :
QN = N.( τN - ) = 13,89.(120-21) = 1375,11 (kcal/h)



Hệ số dẫn nhiệt của lớp kết cấu thứ i
i = o +.t
 = 0,0001  0,001 ( chọn 0,001)
Bảng 2.9: Hệ số dẫn nhiệt của từng lớp kết cấu

STT

Tên vật liệu

 (kcal/m.h.C)

1

Lớp thép chịu lực

0,65+0,001.1395 = 2,045

2

Lớp bông khoáng

0,034+0,001. = 0,797

3

Lớp gạch samot nhẹ

0,35+0,001.130 = 0,48

 Hệ số truyền nhiệt K
K= (kcal/m2h 0C)

Nhóm 8

25