精確定量給料對于水泥生產(chǎn)的價值

  問題背景

  當(dāng)前形勢下，整個水泥行業(yè)外部市場普遍供過于求，水泥銷售價格被市場競爭擠壓堵截在成本線附近，每噸水泥平均利潤不到20元。而內(nèi)部運行卻因能源(煤電等)、原料、人工等資源費用不斷普遍上漲而尾追推高成本，不少新建不久的生產(chǎn)線還背負著大筆銀行基建貸款的本息財務(wù)費用追收。在如此內(nèi)外交困的形勢逼迫下，管理者不得不思考如何改善強化企業(yè)現(xiàn)金流的健康循環(huán)這個大問題，如何在現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)鏈路上發(fā)掘出低投入高產(chǎn)出的現(xiàn)金流增值途徑？

  目前的普遍性習(xí)慣，都容易先去考慮工藝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進，如新的粉磨工藝裝備技術(shù)，新的低溫余熱發(fā)電技術(shù)等，但其投入費高時長，收益主要反映在局部的工藝產(chǎn)質(zhì)量提升和噸電耗的下降上；從水泥燒成的連續(xù)化學(xué)反應(yīng)過程和制成的物理成份合成的本質(zhì)規(guī)律來看，定量給料的精確性因關(guān)系到最核心的工藝品質(zhì)與效率，并貫穿影響到所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其深埋的價值應(yīng)該更大，問題在于很少有人從此角度展開深入的技術(shù)經(jīng)濟定量分析。

  問題定義

  現(xiàn)在的新型水泥生產(chǎn)線基本都裝備了生產(chǎn)自動化中控系統(tǒng)，各種工藝數(shù)據(jù)包括給料量都清晰反映在電腦畫面上，很容易造成錯覺，以為已足夠準確了。其實不然，特別在關(guān)鍵的粉料定量給料方面，由于粉體的物理流動性易受多種客觀因素影響而呈現(xiàn)大垮度的變化，使其在卸料、給料、計量三大環(huán)節(jié)的現(xiàn)場技術(shù)處理難度都很大，普通裝備不但計量的數(shù)據(jù)真實穩(wěn)定性差，更要命的是給料控制特性差。如旋窯燒成的生料煤粉喂料環(huán)節(jié)，除去斷料沖料等破壞性失控情況不算，真正符合工藝設(shè)計要求的準確穩(wěn)定給料也幾乎不可能。

  實際上，整個水泥行業(yè)粉體精確定量給料方面普遍存在嚴重問題，無論在核心的燒成工藝還是關(guān)鍵的制成配兌工藝，正常自動化運行者能實現(xiàn)±5%精度以內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定控制已屬不錯，不少企業(yè)的粉體定量自動化系統(tǒng)已帶病運行或已改用手動操作，而其控制精度一般大于±10%。如此大幅的流量波動性肯定對工藝質(zhì)量與效率有極大的損害。

  如果控制精度改進到±2%或更高，將給我們挽回來多大損失？這有可能帶來工藝原藏價值的釋放，對這個機會的價值認識，人們大都習(xí)慣于定性感覺的模糊認知，卻缺乏對定量分析計算的執(zhí)著追尋。

  價值計算

  為搞清準確定量給料所創(chuàng)造的綜合價值，我們假設(shè)參考一條設(shè)計規(guī)模年產(chǎn)100萬噸水泥的燒成工藝和粉磨配兌工藝生產(chǎn)線，對比控制精度從±10%到±2%時的不同，全面展開逐項價值因素的量化分析對比計算。

  A.燒成環(huán)節(jié)（合計：2366萬元/年）

  1.臺時產(chǎn)量

  一般生產(chǎn)原則是生料流量上限不超當(dāng)時的控制上界為準則，以防止阻塞和欠燒問題，故兩者的上限都自然等同于當(dāng)時的控制上界，則可從其控制范圍看出：±2%的產(chǎn)量將比±10%的提高8%，因此年可增產(chǎn)水泥8%×100萬噸，按每噸20元利潤計算將產(chǎn)生:

  產(chǎn)量提升效益:8%×100×20=160萬元/年

  2.熟料質(zhì)量

  由于生料煤粉控制穩(wěn)定，最終保證了熱工反應(yīng)的平衡穩(wěn)定，可以保守預(yù)估熟料28天強度平均提高4MPa,同時使強度波動幅度從±3MPa收斂到±1MPa。則可在水泥制成時轉(zhuǎn)化為4%的混合材摻入增加，假設(shè)熟料成本250元/噸計算，混合材成本100元/噸，則可估算出：

  質(zhì)量提升效益:4%×100×（250-100）=600萬元/年

  3.噸煤耗

  用煤原則一般以下限不越界為原則，以保證熱工反應(yīng)的基本熱量需求。

  考慮到窯內(nèi)較大的熱慣性和人員操作通過溫度儀表的及時校正作用，±2%精度的耗煤量可比±10%精度的降低4%左右，我們假設(shè)按標準煤料650元/噸計算，平均噸水泥標準煤耗140公斤，則可估算出：

  節(jié)煤效益:4%×100×0.14×650=364萬元/年

  4.噸電耗

  一般旋窯全速運行時功率基本不變，高精度控制因產(chǎn)量提升(8%+3%)滿負荷率提升11%，噸水泥燒成工藝段電耗將下降(1-1/1.11)100%=9.9%，我們假設(shè)燒成總功率600kW，電費0.55元/kWh，全年開機300天，則總計節(jié)省電費:

  節(jié)電效益:300×24×600×9.9%×0.55=235000元=23.5萬元/年

  5.工藝控制

  由于高精度控制獲得了穩(wěn)定的熟料品質(zhì),可回饋驗證調(diào)整原燃料的成分控制均化和生料配方，進而將熱工效率優(yōu)化到更佳的上限效果，最終體現(xiàn)在熟料質(zhì)量再平均提高2MPa,產(chǎn)量再提升3%,則在水泥制成時轉(zhuǎn)化為2%的混合材摻入增加，我們假設(shè)熟料250元/噸計算，混合材100元/噸，則可估算出：

  質(zhì)量提升效益:2%×100（250-100）=300萬元/年

  產(chǎn)量提升效益:3%×100×20=60萬元/年

  兩項合計:360萬元/年

  B.制成配兌環(huán)節(jié)（2700萬元）

  1.摻混率

  采用熟料分別粉磨技術(shù)配兌加入高活性礦渣微粉，高細粉煤灰等混合材時，摻混原則是混合材上限不能超過熟料量的下限對應(yīng)值，合成后的水泥強度的下限不能低于正常標準，如下圖所示：

  可見同時對熟料粉和混合材提高8%的控制精度后，摻配325水泥時可提升混合材摻兌增加16%，假設(shè)熟料成本250元/噸，混合材成本100元/噸，則產(chǎn)生置換效果：

  摻混效益：100×16%×（250-100）=2400萬元/年

  這就是粉磨站巨大的潛在核心技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。

  2.水泥質(zhì)量

  由于摻混精度的提高，水泥強度波動幅度可從±3MPa收斂到±1MPa的范圍內(nèi)，對混泥土生產(chǎn)將意味著凝結(jié)固化時間穩(wěn)定與強度的均質(zhì)穩(wěn)定，對混泥土施工可控性也穩(wěn)定大幅提高。假使因此產(chǎn)生3元/噸以上的質(zhì)量價格提升，則質(zhì)量提升效益：100×3=300萬元/年

  價值判斷

  按年產(chǎn)銷100萬噸水泥計算，按每噸綜合成本200元計算，全年現(xiàn)金周轉(zhuǎn)總量高達100×200=20000萬元（2億元）以上，一般此規(guī)模的企業(yè)固定資產(chǎn)應(yīng)在2億元左右。按目前平均噸凈利潤20元/噸計算，其贏利指標如下：

  流動資金年利潤率：20×100/20000=10%

  固定資產(chǎn)年回報率：20×100/20000=10%

  兩項指標說明當(dāng)前水泥企業(yè)的平均贏利能力較差，即使不考慮固定資產(chǎn)的折舊，10年才能收回投資。如果企業(yè)固定資產(chǎn)銀行負債率50%達1億元，年息4%，年等額還本付息1000萬元，將需12年以上才能收回投資。

  然而根據(jù)前面的價值計算，僅將控制精度提升8%就可創(chuàng)造5000萬元/年的現(xiàn)金凈流入增加，結(jié)果是驚人的，這意味著每提高1%的控制精度，就可獲得5000/8=625萬元/年的現(xiàn)金凈流入?？刂凭忍嵘?%對企業(yè)的贏利指標增加如下：

  流動資金年利潤率：5000/20000=25%

  固定資產(chǎn)年回報率：5000/20000=25%

  兩相對比發(fā)現(xiàn)，控制精度提升8%比新建2條同規(guī)模生產(chǎn)線還掙錢，這是埋藏在水泥企業(yè)家自己眼皮底下的最大金礦。每提高1%的控制精度，就可獲得25%/8=3.1%的年投資回報率增加。一旦實現(xiàn)之，企業(yè)的年投資回報率將大幅提升到35%，3年就可收回投資，這是真正的點石成金。