新型干法水泥生产配料计算方法完整文档.docx
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新型干法水泥生产的配料计算
制造水泥熟料的主要原料是石灰石(主要提供氧化钙)、黏土或砂岩(主要提供氧化硅、氧化铝)、铁矿石或硫酸渣(主要提供氧化铁)。
为了准确地控制熟料的矿物组成,这些原料必须按一定的配比进行混合、粉磨。
配料计算的任务就是:
(1)根据水泥品种、原燃料条件、生料制备与熟料煅烧工艺确定水泥熟料的率值;
(2)求出合乎熟料率值要求的原料配合比。
对于新型干法水泥生产工艺,水泥熟料率值大致为:
KH=0.88~0.9lSM=2.4~2.7IM=1.4~1.8
根据确定的率值、窑系统的热耗、原煤的热值和灰分,利用配料计算方法可以求出各原料的比例。
配料计算方法有尝试误差法、递减试凑法、图解法、矿物组成法等。
各种方法各有优缺点,但同时存在计算过程繁复、计算工作量大、结果精度不高等问题。
随着计算机技术的普及和应用,现在可以通过计算机程序方便地进行配料计算。
各个水泥厂一般都有各种不同来源和版本的计算机配料程序。
其实应用微软的EXCEL软件可以不必编写一行程序就可以方便地进行配料计算。
实例:
结合铜陵海螺5000t/d熟料生产线的原燃料情况,用微软的EXCEL为工具介绍这种配料计算方法。
3.1准备工作
(1)检查微软的EXCEL是否安装了"规划求解"宏。
在安装微软各种版本的Office时,默认安装情况下,不会在ExCeel中安装"规划求解"宏。
因此应加装该选项。
方法是:
运行EXCEL,点击菜单"工具",选择"加载宏",在弹出的窗口中选择"规划求解",按"确定"(见图3-2-1)。
加载“规划求解”宏
3.2在EXCEL表中输入数据
在EXCEL表中输人上述数据(见图3-2-2),铜陵海螺50OOt/d熟料生产线为三组分配料,
因此只能控制两个率值,一般选择KH和SM。
对于四组分配料,则可以控制三个率值:
KH、SM、IM。
输入原、燃料成分等有关参数
3.3假设原料配比,计算生料成分
在EXCEL表中填人假设的各原料配比,可以将初始比例假设为石灰石20,粉砂岩20,最后硫酸渣一项应填上"=]00一(鼠标点)石灰石此例(的单元格)一(鼠标点)粉砂岩比例(的单元格)"再输入回车键(见图3-2-3),这样才能保证配比之和为100。
3.4计算生料成分
在EXCEL表中适当的位置计算根据假设的原料配比而得到的生料成分。
计算公式是:
生料化学成分=各原料化学成分与其配比的乘积之和。
方法是:
在生料化学成分对应的Loss单元格中(本例为B8)输人"=sumproduct(B5:
B7,$M5:
$M7)/100"。
其中B5:
B7为各原料Loss含量所在的单元格,$M5:
$M7为各原料配比所在的单元格。
EXCEL中的sumproduct函数可以将对应的两个(列或行)数组相乘然后求和。
输人回车键后可得到生料的Loss值(见图3-2-4)。
生料的其他化学成分可以通过对生料Loss单元格的简单拖拉来获得。
方法是点击生料Loss单元格(本例为B8),将鼠标移到该单元格的右下角,当光标变为黑十字时,按下鼠标左键,向右拖拉至生料成分对应的Cl-单元格(本例为K8),松开鼠标左键即可(见图3-2-5)。
3.5计算灼烧基生料成分
水泥生料在锻烧后,原生料中的烧失量(Loss)就没有了,因此为了计算熟料成分,就必须计算生料去除烧失量后的化学成分,这些成分叫生料灼烧基成分,或灼烧基生料成分。
计算公式是:
生料灼烧基成分=原生料成分÷(l一LOss÷100)。
方法是,在EXCCEL表中相应灼烧生料SiO2的单元格中(本例为C9)输人"=C8/(1-$B8/100)"。
其中C8为原生料SiO2的单元格位置,B8为原生料Loss的单元格位置。
按回车键后即可得到灼烧生料的SiO2值(见图3-2-6)。
灼烧生料的其他化学成分也可通过对SiO2单元格简单拖拉来获得,方法如3.4所述。
假设各原料配比
计算生料中烧失量含量
计算生料中其他成分
计算生料灼烧基成分
3.6计算煤灰掺入量
组成熟料的一小部分是燃料燃烧后产生的煤灰。
煤灰掺人量计算公式是:
煤灰掺人量(煤灰占熟料的百分比)=烧成热耗÷煤热值×煤灰分。
于是我们在对应的煤灰比例中(本例为MlO)输人"=A14/A16﹡A18",再按回车键就得到煤灰在熟料中的比例(见图3-2-7)。
其中A14为烧成热耗所在单元格,A16为煤热值所在单元格,A18为煤灰分所在单元格。
计算煤灰参入量
熟料的另一部分为灼烧生料,其比例为100-煤灰比例。
于是我们在对应的灼烧生料比例中(本例为M9)输人"=10O-M1O",再按回车键就得到灼烧生料在熟料中的比例。
其中MlO为煤灰比例所在单元格。
3.7计算熟料成分
有了灼烧生料、煤灰的化学成分和比例可以方便地算出熟料成分。
方法是:
在EXCEL表中相应熟料SiO2的单元格中(本例为Cll)输人"=sum-product(C9:
ClO,$M9:
$MlO)/100"。
其中C9:
ClO为灼烧生料、煤灰的SiO2单元格位置,$M9:
$MlO为它们的比例单元格位置。
按回车键后即可得到熟料的SiO2值,再通过对SiO2单元格的简单拖拉可以获得熟料其他化学成分(见图3-2-8),
在EXCEL表中适当的位置计算熟料的率值(见图3-2-9),计算KH时输人:
"=(Fll-1.65﹡Dll一0.35﹡Ell一0.7﹡Jll)/2.8/Cll";计算SM时输人"=Cll/(Dll+Ell)"。
3.8求解原料配比
点击菜单"工具",选择"规划求解",弹出窗口:
计算熟料成分
计算熟料率值
清空“设置目标单元格(E)”;在“可变单元格(B)”中选择EXCEL表中石灰石、粉砂岩比例单元格,本例为$M$5:
$M$6.注意不能选中硫酸渣的比例单元格,因为其比例是随上两个比例的变化而变化的。
按“填加(A)”,弹出窗口:
在“单元格引用位置”选择EXCEL表中熟料实际KH值的单元格,本例中$C$20,中间约束符选“=”,“约束值”选择EXCEL表中熟料目标KH值的单元格,本例$A$20。
再按一次“添加(A)”加入另一个约束条件:
在“单元格引用位置”选择EXCEL表中熟料实际SM值的单元格,本例中$C$22,中间约束符选“=”,“约束值”选择EXCEL表中熟料目标SM值的单元格,本例中$A$22。
按“确定”返回,这时规划求解的参数应如下:
按“求解”就会得到最后的求解结果(见图3-2-10)。
用“规划求解”宏求解原料配比
EXCEL的规划求解实际上是不断改变可变单元格内的值,直至满足约束条件。
因此实际上与我们过去用的试凑法配料计算相似。
至此,一个三组分的配料EXCEL文件就做好了。
以后只要按具体情况改动表中黑色部分的内容,如原料名称、原料化学成分、煤灰化学成分、烧成热耗、煤热值、目标率值等数据,最后点击菜单“工具”,选择“规划求解”,就会弹出参数都设好的窗口,直接按“求解”就会得到更新的求解结果。
一个四组分的配料EXCEL文件也可以用相同的方法做好。
对于四组分配料,应先假设前三种原料的比例,再用公式:
“100-第一种原料比例-第二种原料比例-第三种原料比例”来计算第四种原料的比例;生料的成分也应用四种原料的成分和比例来计算,即函数sum-product中的两个参数应为四种原料的成分数组和四种原料的比例;最后应用“规划求解”时应加上对第三个熟料IM的约束值,当然可变单元格就变为前三个物料的比例了。
“熟料的实际IM”应用公式:
“熟料AL2O3的单元格/熟料Fe2O3的单元格”进行计算。
Basel新协议资本金计算方法评述
陶铄1、刘榕俊1、杨晓光1
1中国科学院管理、决策与信息系统开放研究实验室北京100080
陈斌2
2中国银行风险管理部北京100818
摘要今年年初Basel委员会公布了新资本协议草案,其核心内容是提出了根据信用状况确定资本金的标准法和基于内部评级方法。
新协议的实施将对全球银行业信用风险管理产生深远影响。
本文对新协议中资本金的计算方法进行了详细的介绍和分析,着重讨论了新协议对我国银行业的影响以及我国实施新协议可能遇到的困难和需要解决的问题。
关键词Basel协议资本金标准法基于内部评级方法
1引言
1988年Basel委员会公布的《统一国际银行的资本计算和标准的报告》(即Basel协议)首次提出以资本充足率为核心对银行进行监管,并给出了统一的衡量标准,如表1。
虽然Basel协议主要针对国际活跃性银行,但鉴于其科学合理性,已广泛地为各国监管当局采用。
我国的资本监管理念和方法也基本采用了Basel资本协议的主要内容[6]。
表11988年Basel协议关于银行主要资产的风险加权系数
资产的风险权重
0%
20%
50%
100%
对应的主要资产内容
现金、对本国中央银行的债权、由其它OECD国家(或中央银行)主权担保的债权等
由多国发展银行担保的债权、由OECD国家的金融机构提供担保的债权、由OECD国家的公共部门、非OECD国家中央银行、银行担保不超过一年的债权、在途现金等
有完全资产抵押担保的房地产或者个人零售贷款等
其他(如对非公共部门的企业的债权、对非OECD银行、国家的超过一年的债权等)
资料来源:
BaselCommitteeOnBankSupervision《InternationalConvergenceofCapitalMeasurementandCapitalStandards》PP:
21-22
随着金融全球化、一体化的浪潮,金融领域的竞争尤其是国际跨国银行间的竞争日趋激烈,金融创新层出不穷,银行的业务也越来越复杂化和多样化。
尽管Basel委员会对协议进行了修正(例如,96年修正案将市场风险的监管统一纳入到资本充足率的框架下),但该协议已经越来越不能适应金融市场的最新发展,遭到了学术界和银行界批评。
这些批评主要体现在以下三个方面:
第一、风险权重对风险程度不敏感。
如表1,协议对所有的企业,无论其信用如何,风险权重都是100%;对国家和银行债权的监管资本风险权重仅按是否为OECD国家划分,而不按真正的信用风险大小划分。
第二、经济资本和监管资本不一致,致使银行通过资产证券化进行监管资本套利。
如银行通过将信贷资产中高质量的贷款证券化,将这部分资产的监管资本风险权重由100%减少到20%,但实际风险没有任何减少。
监管资本套利会导致整个银行系统风险加大以及银行间的不公平竞争。
第三、Basel协议的标准虽然方便、简单,但是忽视了对银行管理能力、客户特征的区别,不能激励银行改善风险管理水平。
针对上述问题和金融市场的发展,尤其是近年来国际上大型银行在信用风险管理的方法和模型方面取得的巨大进展,Basel委员会于1998年开始着手制定新协议,并于1999年6月公布了新协议征求意见稿。
征求意见稿最大创新之处是提出了根据资产的信用状况加权确定银行资本金的标准法和基于内部评级方法。
征求意见稿公布后,得到了各国监管当局和银行界、学术界的积极评价和反馈。
在综合了各方的意见并经过深入讨论后,Basel委员会于2001年1月16日公布了新资本协议草案,继续征求意见。
所有意见应于2001年5月31日前提交给Basel委员会,Basel委员会综合各方意见后将于2001年底公布新协议的正式稿,并预定于2004年正式开始实施。
Basel新协议草案以资本充足率、监管部门监督检查和市场纪律为三大支柱,其中又以资本充足率为核心。
Basel委员会指出银行面对的风险主要有信用风险、市场风险、其它风险(包括利率、操作、法律风险等)。
新协议将明确涵盖这三种风险。
新协议草案希望建立一个全面的方法来确定风险,以此来加强金融系统安全和稳固,促进银行间竞争。
新Basel协议草案比99年的征求意见稿,在内容上进行了重大修改:
1、根据银行界和学术界的意见,对于标准法中的风险加权系数进行了修正;2、给出了按复杂程度逐步上升的三种方法(标准法、基于内部评级的基本法、基于内部评级的高级法),确定资本金的具体操作方法和规定;3、对于信用缓释技术进行确认,并给出了详细规定。
关于Basel新协议的基本思想和内容,国内已有文介绍[6]、[7]。
本文主要介绍新协议中资本金的具体计算方法,以及目前国际学术界、银行界对这些方法的评论,同时分析新协议对我国银行业的影响以及我国实施新协议可能遇到的困难和需要解决的问题。
2Basel新协议中计算资本金的标准法
2.1标准法的主要内容和评论
Basel新协议对于银行的资产,按其是否有外部评级,以及外部评级机构对资产的评级结果给予一定的风险加权比,具体规定如表2。
表2Basel新协议标准法关于银行主要资产的风险加权系数
对应要求风险加权比率(%)
评级对象
AAA到A+BBB+到BB+到低于未评级
AA-到A-BBB-B-B-
主权评级
02050100150100
银行方法1a
和证券方法2b
机构
2050100100150100
20505010015050(长期)
2020205015020(短期c)
其他公司(包括保险公司)
AAA到AA-A+到A-BBB+到BB-低于BB-未评级
2050100150100d
资料来源:
BaselCommitteeOnBankSupervision《TheNewBaselCapitalAccord》PP:
7-15
a.这种方法下使用的是金融机构所在国家的评级来确定风险权重,在这种情况下金融机构的评级不能超过国家主权评级。
b.这种方法下使用对金融机构本身的评级确定风险权重
c.这里的短期指到期时间小于等于3个月的资产
d.1999年6月的权重AAA到AA—:
20%,A—到B—:
100%,低于B—:
150%,未评级:
100%。
将表1和表2对比,可以看出新Basel协议标准法关于资本金计算的主要进步在于去掉了对非OECD国家歧视,按外部信用评级的高低进行加权。
对于标准法的评论主要集中在使用外部评级是否恰当、如何更好地使用外部评级上。
(1)Basel新协议明确指出资本金是用来防范期望损失和非期望损失,而目前评级机构的评级主要反映发行人预期的可能损失。
虽然Moody提出其评级越低的客户,级别的波动性越大(也即非期望损失的可能性越大),但是没有经过严格的验证。
因此,仅仅靠评级机构的评级能否全面反映信用风险是一个有待实证检验的问题。
(2)评级机构的信用评级是领先于被评级人的信用状况变化,还是滞后于被评级人的信用状况变化。
Altman[1]通过对Moody和S&P从89年3月到99年3月间对公司债券评级变化的研究发现,外部信用评级机构的评级调整不是领先,而是落后于评级对象信用状况的变化。
因此根据外部信用评级来确定资本金,有可能加重经济周期对于银行经营的影响。
(3)Basel新协议对信用评级归类的方法是否正确,即Basel协议给出的这种加权比重是否能真正反映信用损失的大小。
Altman[2]根据美国81年到2000年非金融机构发行的债券数据,利用蒙特卡洛模拟实证研究后认为Basel新资本协议中的风险层次过少,而且风险权重不合理,高质量资产的风险权重过高,而低质量资产的风险权重过低,这样可能导致银行的逆向选择。
Altman提出的风险权重如表3。
另外,注意到表2中Basel新协议中对企业加权方法的修正,增加了A+到A—为50%这一个层次,但是将风险权重最大的资产由B—以下改为BB—以下,对于金融机构和主权评级风险最大的资产仍然为B—以下,而金融界目前的共识是B—以下为垃圾债券,Basel协议这样的调整是不太符合金融界的经验,对这一调整的批评较多。
(4)由于发展中国家被评级的企业相对很少,Basel协议的执行是否会形成事实上对发展中国家的不公。
世界银行的Giovanni[5]通过建立计量经济模型发现,发展中国家企业的评级和主权评级的相关性远大于发达国家企业评级和其主权评级的相关性。
如果使用外部评级作为衡量银行资本金的标准,对于发展中国家而言,会使其金融机构和国家在全球资本市场的地位处于更加不利的位置,并在金融危机中因为信用评级的全面下降而加重其危机。
(5)中央银行在标准法中的主要作用是选择外部评级机构和对外部评级机构的评级结果进行评判。
如何保证中央银行选择的公正,不同国家间中央银行选择的可比较性值得研究。
尽管对于Basel新协议有如上的一些批评和质疑,学术界和银行界还是充分肯定Basel新协议提出的按信用风险大小加权计算资本充足率的框架,并认为新框架能较好地避免银行通过证券化逃避监管资本,只是对具体的操作方法和过程提出了不同的意见和批评。
表3Altman提出的非银行企业的风险权重
信用级别
AAA到AA-
A+到BBB-
BB+到B-
低于B-
非银行企业权重
10%
30%
100%
150%
资料来源:
参考文献Altman[2]
2.2标准法对我国银行业的影响和含义
我国银行体系主要由四大国有商业银行、九个股份制商业银行以及90家城市银行、69家财务公司、47000多家信用合作社以及100多家国外银行的分支机构构成。
目前我国使用的资本监管方法基本上是按1988年Basel协议制定的框架。
Basel新协议将对我国银行业产生深远影响。
表4:
Moody公司2001年2月对我国国家和主要银行的信用评级
中国主权评级
工商银行
中国银行
建设银行
农业银行
交通银行
中信实业
A-
BBB+
BBB+
BBB+
BBB+
BBB+
BBB-
光大银行
广东发展
浦东发展
深圳发展
招商银行
福建兴业
民生银行
BB+
B+
BB
BB-
BB
CCC-
无评级
资料来源:
BankCreditResearchMonthlyRatingsList2001.2
首先,分析标准法对我国以及我国银行业的对外业务和筹资成本的影响。
比较表1和表2中各种资产对应的资本金权重,按我国目前的主权评级,新协议标准法对国外银行持有我国政府债券的监管资本金将由100%
8%=8%降低为20%
8%=1.6%,降低的比例非常大,提供了国外银行在其资产组合中增加我国政府债券的比例的激励,有利于我国政府在海外的筹资。
但是正如Giovanni指出的,一旦我国发生金融动荡,会引发对我国主权和金融机构信用评级的连锁反应,加重我国的金融危机,必须对此进行对策研究。
对于我国银行而言,四大国有商业银行和交通银行因为其规模、人力、历史方面的优势,评级都在BBB级以上,国外银行对于其所拥有的长期债权相应的资产加权系数由100%降低为50%,因此有利于它们在海外融资和开展业务。
对于股份制商业银行而言,绝大多数银行的评级在BB+到B—之间,其长期债务对应的资产加权系数没有减少,都为100%,而短期债务对应的资产系数由20%上升到50%,可能会提高其海外业务的成本。
另外,如果选择标准法,外部评级将在银行监管中占据核心地位。
这有利于促进我国银行提高透明度、加强管理以提高自己的信用评级,从而最终提高我国银行业的竞争水平。
其次,分析在我国银行监管应用标准法存在的问题。
根据Moody的统计,1999年底中国在Moody有评级的企业为银行15家,非银行2家;到2001年2月中国在Moody有评级的企业也不过24家,可见中国有国际承认的外部评级的企业数目很少,而且主要集中在银行业,因此无法使用国际上的外部评级作为标准法的基准。
国内的信用评级机构主要有中诚信和大公信用评级两家,评级的企业主要是发行长期或短期债券的企业,评级企业数目在100~200家左右。
如果采用目前外部信用评级,银行的资产绝大多数都是未评级资产,计算出来的资本金不能真正反映银行资产的信用风险。
即使在美国,有评级的企业也是资产规模较大、风险相对较小的企业。
而在我国,大型企业相对较少,中小企业很多。
而以劳动密集为主要特征的中小企业符合我国目前的比较优势,是我国银行业的主要客户群体。
我们在中国银行的初步实证研究也发现中小企业是银行呆坏帐的主要群体。
如何控制中小企业带来的信用风险是我国银行面对的主要问题。
因此,在目前的外部评级条件下,使用标准法并不能真实地反映我国银行面对的风险,同时也不是一个能够促使银行改进风险管理水平和提高大多数客户信用程度的激励政策。
3Basel新协议中计算资本金的基于内部评级方法
新Basel协议草案对于1999年6月征求意见稿最大的改动,在于提出了一整套完善的基于内部信用评级的资本金计算方法。
Basel委员会认为使用基于内部评级方法,是真正风险敏感和激励相容的,能减少20%~30%的监管资本[6],因此将会为大多数国际化的商业银行采用。
Basel委员会也希望以此鼓励有条件的大银行发展先进的内部评级系统,以此作为信用风险管理的核心。
3.1基于内部评级方法的主要内容
新协议的基于内部评级方法将债项按借款人的类型分为:
公司、零售、国家、银行、股票、项目融资等六种类型,分别采用不用的方法处理,但是计算方法的区别并不大。
我们以计算公司类型债项的风险资本金的方法为例介绍基于内部评级方法的主要计算方法。
利用基于内部评级方法计算资本金需要四个输入参数,它们是债务人的违约概率PD(probabilityofdefault)、违约后债项的损失LGD(lossgivedefault)、违约时的风险暴露EAD(exposureatdefault)以及债项的到期时间M(remainingmaturity)。
基于内部评级方法分基本法和高级法,其主要区别在于在基本法中LGD、EAD、M由监管机构确定,而在高级法中允许采用银行内部评级系统的结果计算。
新协议中计算银行的风险资本金分为如下两步,第一步,对每一个债项计算其风险权重。
风险权重规定为:
RWC=min{(LGD/50)
BRWC(PD)
[1+b(PD)
(M-3)],12.5
LGD}
(1)
在高级法中,由银行自己通过对债项的未来现金流加权计算得到M的数值,但协议规定计算出来的M值不能超过7年。
在内部评级的基本法中因为所有债项的持有时间都被认为是3年,带入到
(1)式得到公式如下:
RWC=min{(LGD/50)
BRWC(PD),12.5
LGD}
(2)
其中:
RWC指对应于这个债权的资产权重;LGD指预期这个债权发生违约后不能收回的百分比;b(PD)是对M的一个调整函数,依赖于PD,Basel委员会正在研究函数的形式,将在正式稿中公布。
BRWC(PD)由下式确定:
BRWC(PD)=976.5
(1.118
G(PD)+1.288)
(1+0.0470
(1—PD)/PD0.44)28(3)
其中PD为债务人的一年违约概率;N(x)=
,为标准正态分布的分布函数,G(x)为N(x)的逆函数。
通过这样的规定,风险权重与违约率呈指数关系而不是线性关系,这是因为Basel协议指出资本金用来同时防范预期和非预期损失。
第二步,确定每个债项对应的监管资本金,然后将所有资产的资本金加总,得到银行的监管资本金.每一个债项对应的资本金为:
Capitalc=RWC
EAD
8%(4)
在基于内部评级方法中,关键是如何根据内部评级系统
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