Расчет коэффициента полноты использования материальных ресурсов

Содержание понятия коэффициента полноты использования материальных ресурсов включает следующие термины и определения: «Материал основной», «материал вспомогательный», «материал дополнительный», «продукт основной», «продукт побочный», «продукт дополнительный», «вторичные материальные ресурсы», «отходы производства», «вторичное сырье», «реальное вторичное сырье», «потенциальное вторичное сырье», «неиспользуемые отходы», «потери технологического производства».

Учитывая, что часть указанных терминов на сегодняшний день не имеет регламентированного определения и в приложении к проблеме безотходности сегодня можно принять следующие содержания терминов.

Материал основной – вещества и реагенты, участвующие согласно уравнениям проводимых реакций в образовании основной или побочной продукции, а также индивидуальные вещества, смеси индивидуальных веществ, вещества не установленного состава или их смеси, различного рода композиции, из которых в результате проведения целевого процесса получают продукцию.

При использовании воздуха или искусственных смесей на его основе в качестве окислителя как «материал основной» учитывается только кислород.

Материал вспомогательный – все виды материалов (кроме воды, инертных газов и воздуха), которые в процессе производства продукции вступают в непосредственный контакт с основным материалом или продукцией, меняют при этом свои физико-химические свойства, но не входят в суммарные уравнения реакций и не являются компонентами основной продукции.

К материалам вспомогательным относятся, например, теплоносители, растворители, катализаторы, регуляторы кислотности, сорбенты, ионообменные и фильтрующие материалы и т. п., а также материалы, используемые в процессах улавливания и обезвреживания газовых выбросов, сточных вод, отходов в процессах водоподготовки.

К материалам вспомогательным не относятся материалы, обеспечивающие функционирование оборудования, например, горючесмазочные материалы, гидравлические жидкости, теплоносители, передающие или воспринимающие тепловые потоки через стенку и т. п.

Материал дополнительный – сумма «материала основного» и «материала вспомогательного» дополнительного производства, ориентированного на переработку отходов производства с получением дополнительной продукции.

Продукт основной – целевой продукт (изделие) или группа продуктов, получаемые в результате функционирования основного производства (действующего, проектируемого или разрабатываемого) и удовлетворяющего требованиям по качеству ГОСТ, ОСТ или ТУ.

Продукт побочный – продукт, образующийся наряду с основным продуктом в процессе физико-химической обработки сырья, доведенный до потребительских свойств и реализуемый либо внутри предприятия, либо на стороне.

Особым, частным случаем «продуктов побочных» следует считать реакционные инертные газы, кислород, реакционную воду, выбрасываемые в объекты окружающей человека среды.

Продукт дополнительный – продукт (изделие) или группа продуктов, получаемых в результате функционирования дополнительного производства, ориентированного на переработку отходов основного и (или) дополнительного производств. Процесс использования переработки отходов может быть органически не связан с целевым производством. На дополнительный продукт должны иметься требования по качеству в виде ГОСТ, ОСТ или ТУ, утвержденная цена и план производства.

Вторичные материальные ресурсы – отходы производства или потребления, которые образуются в народном хозяйстве.

Производства, ориентированные на переработку отходов потребления, рассматриваются как самостоятельные объекты, предназначенные для выпуска «продуктов основных», «продуктов побочных» или «продуктов дополнительных». Отходы потребления в данном случае выступают в качестве «материала основного», «материала вспомогательного» или «материала дополнительного» указанных производств. Оценка безотходности производств по переработке отходов потребления производится по общей методике.

Отходы производства – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Отход производства может быть использован в сфере производства или потребления после предварительной обработки или без нее.

Вторичное сырье – вторичные материальные ресурсы, которые в настоящее время могут повторно использоваться в народном хозяйстве. «Вторичное сырье» подразделяется на реальное и потенциальное.

Реальное вторичное сырье – вторичные материальные ресурсы, которые в настоящий момент перерабатываются на данном предприятии или вне него.

Потенциальное вторичное сырье – вторичные материальные ресурсы, не используемые на данный момент.

Неиспользуемые отходы – вторичные материальные ресурсы, для которых в настоящее время отсутствуют условия использования.

Потери технологического производства – потери материалов (сырья), имеющие место в результате испарения, усушки или распыления в процессе обусловленной технологии производства.

Коэффициент полноты использования материальных ресурсов K_м в зависимости от специфики производства рассчитывается на основе натуральных показателей использования материальных ресурсов или норм расхода сырья, материалов и образования отходов, потерь и выбросов в окружающую человека среду на единицу готовой продукции.

При этом учитываются следующие обстоятельства:

• для непрерывного производства расчет производится исходя из выпуска в течение года на данной технологической нитке продукта данной марки или группы продуктов данных марок, выпускаемых совместно (соответственно изделия или группы изделий);

• для периодического производства расчет производится исходя из разового производственного цикла.

Основой первичной информации о расходе сырья и материалов для действующих производств являются данные статистической отчетности, данные внутризаводской и отраслевой отчетности или специальных обследований, направленных на получение необходимой информации.

На основании данных по расходу сырья и материалов, и технологической схемы производства стоится условно обобщенная схема материальных потоков, например, изображенная на рис. 2.1

Рис. 2.1. Пример схемы материальных потоков основных и дополнительных производств с частичной утилизацией отходов основного производства

После построения схемы материальных потоков формируется уравнение материального баланса для анализа его структуры и установления связей между компонентами баланса, величины которых неизвестны или заданы неявно.

Составление уравнения материального баланса легко выполнить, внимательно следуя направлениям материальных потоков в технологическом объекте или производстве, которые обычно условно изображаются в виде геометрических фигур, например, прямоугольника. Для схемы производства, изображенной на рис. 2.1, уравнение материального баланса можно записать в следующем виде:

(2.3)

где М₀ и М₁, М₂,– материал основного и дополнительных производств;

и – реальное вторичное сырье, образующееся и используемое в основном и дополнительных производствах;

П₀ и П₁, П₂–продукт основного и дополнительных производств;

и – потенциальное вторичное сырье, образующееся в основном и дополнительных производствах;

и , – отходы основного и дополнительных производств;

и , – потери основного и дополнительных производств.

Или в обобщенном виде:

(2.4)

Материальные потоки, входящие в состав обобщенного уравнения материального баланса, при необходимости, могут быть детализированы.

Рассмотрим коэффициент полноты использования материальных ресурсов для основного, фактически реализованного и достижимого уровня производства на примере анализа структуры их материального баланса с учетом объема этих понятий. Обозначения, используемые в уравнениях материального баланса и коэффициента полноты использования материальных ресурсов, показаны в уравнении 2.4.

1. Уравнение материального баланса для целевого производства:

(2.5)

Коэффициент полноты использования материальных ресурсов для целевого (основного) производства:

или (2.6)

2. Уравнение материального баланса для фактически реализованного производства:

(2.7)

Коэффициент полноты использования материальных ресурсов для фактически реализованного производства:

или (2.8)

3. Уравнение материального баланса для достижимого уровня безотходности производства:

(2.9

Для определения коэффициента полноты использования материальных ресурсов необходимо учитывать использование потенциального вторичного сырья в производстве дополнительного продукта, рассматривая его как потенциальный продукт.

Коэффициент полноты использования материальных ресурсов для достижимого уровня безотходности производства:

или (2.10)

В зависимости от уровня использования материальных ресурсов устанавливаются следующие категории производства: «безотходное», «малоотходное» и «рядовое».

Отнесение производств к определенной категории производится на основании графика (рис. 2.2), по оси абсцисс которого отложена мощность аттестуемого производства, а по оси ординат рассчитанное значение коэффициента полноты использования материальных ресурсов K_м.

Рис. 2.2.  Области значений величины коэффициента полноты использования материальных ресурсов К_м для производств различной мощности (G), соответствующие «безотходной», «малоотходной» и «рядовой» категориям