(Cadn.com.vn) - Ngành luyện kim là một trong những ngành công nghiệp sử dụng năng lượng, nhiên liệu ở quy mô lớn, chiếm đến khoảng 40% tổng năng lượng tiêu thụ trên cả nước. Theo số liệu thống kê, Việt Nam hiện có 135 dự án sản xuất kim loại có công suất từ 150.000 tấn mỗi năm trở lên. Mặc dù các nhà máy luyện kim mới sử dụng chưa tới 50% công suất thiết kế nhưng hằng năm tiêu thụ khoảng 9,5 tỷ kWh điện.

Tiêu thụ điện nhiều nhưng suất tiêu hao năng lượng của ngành luyện kim Việt Nam còn rất cao so với các nước trên thế giới. Với một số nước tiên tiến như Nhật Bản, điện năng tiêu thụ cho 1 tấn phôi thép thành phẩm chỉ khoảng 350 - 400 kWh trong khi đó Việt Nam phải cần đến 700 kWh.

Nhà máy xỉ titan SQC Bình Định.

Nguyên nhân cho sự lãng phí điện này đến từ công nghệ lạc hậu mà các nhà máy sản xuất kim loại đang sử dụng. Tuy nhiên, việc đầu tư hệ thống luyện kim hiện đại, tiết kiệm năng lượng đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu rất lớn, thời gian hoàn vốn lâu, đặc biệt là trong bối cảnh ngành luyện kim đang gặp rất nhiều khó khăn như hiện nay. Đây cũng là bài toán nan giải cho nhà đầu tư trong thời gian dài.

Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và sự ra đời của thiết bị nâng cao chất lượng điện năng STATCOM, các hệ thống luyện kim lạc hậu được cải thiện hiệu suất hoạt động đến 20% và kết quả là làm giảm đi đáng kể suất tiêu hao năng lượng cho ngành luyện kim.

Nhà máy xỉ titan Bình Định thuộc Tập đoàn khoáng sản Sài Gòn - Quy Nhơn SQC, tọa lạc tại Cụm công nghiệp Cát Nhơn, huyện  Phù  Cát, tỉnh Bình Định là một trong những điển hình về việc sử dụng điện năng kém hiệu quả trong ngành luyện kim. Với công suất 40 MVA, trong đó có 3 lò hồ quang điện với công suất 6,3 MVA mỗi lò, nhà máy phải trả hơn 10 tỉ đồng cho hóa đơn tiền điện hàng tháng.

Thêm vào đó, với dây chuyền lò hồ quang cũ và thiết bị sản xuất thiếu ổn định, nhà máy luyện xỉ đã gây ra các nhiễu loạn đáng kể cho hệ thống truyền tải điện trong khu vực. Trong một thống kê đo lường mới đây do công ty TNHH Gia Lực - PowerMore (trụ sở tại K11/4, Chế Lan Viên, Đà Nẵng) thực hiện, hầu hết các chỉ số về chất lượng điện năng của nhà máy đều không đáp ứng được quy định của Nhà nước theo thông tư 32/2010/TT-BCT.

Chất lượng điện năng kém làm tiêu giảm hiệu năng luyện kim của nhà máy và gây thất thoát điện năng không nhỏ. Đơn cử như sóng hài được sinh ra bởi hoạt động của lò hồ quang sẽ làm nóng các cuộn dây của máy biến áp, làm các động cơ bị quá tải nhiệt, và đốt nóng đường dây truyền tải. Hơn nữa, hệ số công suất thấp làm giảm hiệu suất sử dụng điện của nhà máy, hệ số công suất thấp cũng đi đôi với việc nhà máy sẽ bị phạt một khoản tài chính không hề nhỏ hằng tháng.

Với tình trạng các nhà máy công nghiệp càng ngày càng trở nên lạc hậu, ngày nay, các công nghệ trong lĩnh vực ổn định điện năng và nâng cao hiệu suất phát triển rất mạnh, trong đó có cả những công nghệ nhắm tới đối tượng là các nhà máy luyện kim lớn. Nắm bắt xu hướng này, nhà máy xỉ Titan SQC Bình Định cùng với công ty TNHH Gia Lực đã lắp đặt thành công hệ thống bù tĩnh và lọc sóng hài STATCOM (Static Var Compensator). Với việc áp dụng công nghệ mới này, nhà máy xỉ Titan Bình Định đã đi đầu cả nước trong việc áp dụng công nghệ STATCOM hiện đại vào ổn định sản xuất.

Dạng sóng và giá trị RMS của dòng điện đo được ở nhà máy SQC cho thấy một lượng sóng hài đáng kể.

Hệ thống STATCOM là một trong những công nghệ được phát triển dựa trên tiêu chí nâng cao chất lượng điện năng với khả năng ổn định điện áp trung thế, tiêu giảm sóng hài, bù hệ số công suất, và giảm nhấp nháy điện áp. Tiềm năng tiết kiệm điện của STATCOM là rất lớn đối với quy mô công nghiệp bởi hệ thống này có thể triệt tiêu sóng hài, một trong những nguyên nhân gây thất thoát điện năng nhiều nhất. Với hệ thống lưới điện sạch, nhà máy có thể tiết kiệm được 2% tới 6% điện năng tiêu thụ mỗi tháng.

Một trong những ưu điểm nổi trội của mô hình STATCOM so với các giải pháp cũ là tính năng phản ứng nhanh đối với các sự cố hoặc thay đổi đột ngột của lưới điện. Với tính năng này, STATCOM có thể giữ cho hệ số công suất của hệ thống luôn luôn ở mức tối ưu và không tác động tiêu cực vào lưới điện như những công nghệ bù công suất phản kháng cũ. Theo hãng ABB, công ty đa quốc gia về cung cấp các thiết bị điện, một hệ thống STATCOM có thể nâng cao năng suất luyện kim của lò hồ quang lên đến 20%.

STATCOM không những cải thiện hiệu suất sử dụng điện của nhà máy xỉ Titan Bình Định mà còn hỗ trợ đắt lực trong việc cắt giảm chi phí hoạt động. Trong những thời điểm hoạt động nhẹ tải, nhà máy được phép giảm số lò hồ quang mà không còn lo lắng về sản lượng như trước.

Qua đó cho thấy, STATCOM sẽ là một trong những giải pháp tiết kiệm điện và cải thiện hiệu quả sử dụng điện năng đáng được các nhà máy luyện kim nói riêng, các cơ sở sản xuất công nghiệp nói chung xem xét đầu tư. Nhìn xa hơn, khả năng tiết kiệm được 2% đến 6% mức tiêu thụ điện của một nhà máy quy mô lớn của STATCOM là rất quan trọng đối với mặt bằng dây chuyền sản xuất đang dần trở nên lạc hậu ở Việt Nam.

Việc cải thiện chất lượng điện năng ở các nhà máy công nghiệp quy mô lớn cũng tác động tích cực đến đời sống của cộng đồng dân cư sinh sống trong khu vực có nhà máy. Ở tương lai gần, STATCOM sẽ trở thành một trong các yếu tố thiết yếu của một nền công nghiệp hiện đại và thân thiện với người sử dụng.

Lê Minh Hoàng Hạc