Материальные балансы металлургического производства

Материальный баланс, как инструмент анализа, базируется на законе природы - законе сохранения массы: масса на входе в систему равна массе на выходе из системы. Наглядно это показано на рисунке 3.1. Если ввести обозначения, определения которых приведены в таблице 3.1, то в качестве примера набора составляющих материального баланса, которые должны быть определены количественно, может быть использована схема, приведенная на рисунке 3.2.

В основе составления любого баланса лежит исходная информация, сбору которой должно уделяться самое серьезное внимание. В первую очередь обычно устанавливаются виды, количество и состав сырьевых ресурсов и других материалов, требуемых для получения продукции соответствующего качества. Не менее важной является информация о потребляемом топливе - его видах, тепловой ценности, условиях использования, фактических расходах.

Рисунок 3.1 Общая схема материального баланса

Рисунок 3.2 Промышленная продукция и система управления отходами

Для этой цели могут быть использованы документы по поставке сырья и других материалов, поступивших в производство, процесс, отдельную операцию, показания приборов контроля и сведения из других источников. Совершенно очевидно, что более объективная информация обеспечит более высокую достоверность анализа балансов и выводов из них.

В тех случаях, когда отсутствуют устройства (системы), измеряющие материальные потоки, эти потоки должны быть рассчитаны. Единых рекомендаций по этому поводу нет.

Важно к этим измерениям и расчетам привлекать специалистов, хорошо знающих операции, процессы, технологии. Каждый производственный цикл в процессе обследования должен завершаться подсчетом выпускаемой продукции и образующихся выбросов, сбросов и (или) разливов, твердых отходов. Особая тщательность должна отличать обследование отходов: точное количество отходов, образующихся на предприятии, их классификация, места сбора и способы временного хранения отходов, транспортировки, переработки и захоронения.

Так как некоторые отходы могут быть вторично использованы в процессе этого же производства и (или) могут служить сырьем для производства других предприятий, они должны рассматриваться в качестве сырья. Особому учету подлежит их возможная предварительная подготовка при вторичном использовании.

Оценка охватывает также вопросы качества и количества сточных вод. При этом общее количество сточных вод должно быть приблизительно равно количеству воды, участвующей в производстве (в том случае, если вода не является составной частью продукта). Если очищенная вода повторно используется и (или) из нее извлекаются полезные компоненты, она учитывается как сырье. Для определения концентрации полезных компонентов сточные воды подвергаются химическому анализу.

Нормативные и фактические объемы газообразных выбросов в атмосферу определяются на каждой технологической операции: от хранения сырья до готовой продукции.

Число статей приходной части баланса - m, как и число статей расходной части – n, зависит от специфики производства, технологии, числа операций, количества компонентов и других ресурсов - сжатого воздуха, воды и пр., участвующих в технологических операциях, от разнообразия получаемой продукции и видов образующихся материальных отходов. Обычно величину расхождения, независимо от ее знака, помещают в расходную часть баланса. В какой-то мере эта величина отражает тщательность, а в конечном итоге, и точность составления баланса.

При анализе материального баланса в первую очередь следует сосредоточить внимание на соответствие данных фактического баланса теоретическому, который используется в качестве основного доказательства экологической чистоты реализованного производства. При установлении несоответствия по какой-либо статье баланса она подвергается анализу, причем первоначально необходимо подтвердить правильность выполнения самой оценки, а далее провести исследование возникшего расхождения другими методами, в частности, путем составления материального баланса для данной статьи, что позволит получить более детальное представление о формировании материальных потоков по той или иной операции.

Результаты материального баланса удобно представлять в табличной форме, пример которой приведен в табл. 4.2.

Таблица 3.1 Определение и формулы расчета материального баланса для целей ЭЧП

Параметры	Определение
t	Период времени, за который изучалась система
rm	Количество сырья, поступившего в производство за время t
v	Количество других материалов, поступивших в производство за время t
r=rm+v	Общее количество сырья и материалов, поступивших в производство за время t
U=P/r	Показатель производства, характеризующий уровень использования сырья и материалов в продукции за время t, 0< U <1. При U =0- означает нулевой уровень производства (все сырье и материалы ушли в отходы), U =1- означает полное использование сырья и материалов в продукте (отходы равны нулю)
P=U∙r	Количество материалов и сырья в продукции, произведенной за время t
y=(1-U) ∙r	Количество твердых, жидких и(или) газообразных отходов, образовавшихся за время t
M=g/y= g/(1-U) ∙ r	Показатель, характеризующий уровень отходов, охваченных системой управления отходами за время t. 0< M <1; При M =1- означает тот факт, что все отходы, охвачены системой управления отходами, M =0- означает нулевой уровень управления, все отходы выбрасываются в окружающую среду
g=M∙ (1-U)∙r	Количество твердых, жидких и(или) газообразных отходов, охваченных системой управления (временное хранение, сбор, транспортировка, переработка и окончательное захоронение)
Z=(1-M) ∙ (1-U) ∙r	Количество твердых, жидких и(или) газообразных отходов, выброшенных в атмосферу, воду и(или) на землю и вызывающих загрязнение окружающей среды
R=s/g=s/M·(1-U)·r	Показатель уровня переработки отходов охваченных системой управления отходами за время t. При R =1- означает 100%-ую переработку и реализацию отходов, охваченных системой управления отходами, R =0- означает 100%-е захоронение отходов
s= M∙R∙ (1-U) ∙r	Количество вторичного сырья, полученного в результате переработки твердых, жидких и(или) газообразных отходов
d= M∙ (1-R)∙ (1-U) ∙r	Количество отходов для захоронения

Таблица 3.2 Материальный баланс промышленного производства