黃國華
(中建二局第二建筑工程有限公司,廣東 深圳 518054)
柴油發電機組是以柴油為主燃料的一種發電設備,以柴油發動機(又叫柴油機)為原動力帶動發電機(即電球)發電,把動能轉換成電能和熱能的機械設備。整套柴油發電機組主要分為三個部分:柴油發動機、發電機(即電球)、控制器。機組在發電過程中發生兩次能量形式轉換:第一次能量轉換由柴油機執行,使石化能轉化為機械能及熱能,包括柴油機的輸出功率、機頭氣缸發熱量、排煙帶走的熱量、摩擦及輻射散熱;第二次能量轉換由發電機執行,柴油機的輸出功率(機械能)被轉化為電能及熱能。
根據能量熱平衡,燃油最終產生的熱量形式包括:有效功(發電機輸出的功率)、冷卻損失、排煙損失、以摩擦和輻射及對流方式散到周圍介質的熱量。以上4項占燃油總發熱量的比率分別為:有效功33%~40%,冷卻損失24%~30%,排煙損失30%~40%,柴油機散熱8%~10%。
η1為柴油機在額定工況下輸出功率與燃油總發熱量的比值,發電機效率η2為發電機在額定工況下輸出的有效功率(發電量)與發電機輸入功率(柴油機輸出功率)比值,公式如下:
η2=Nc/Ne
(1)
式(1)中:η2為85%~95%;
Nc為發電機的額定功率,kW;
Ne為柴油機的額定功率,即柴油機在額定工況下的有效輸出軸功率,kW。
柴油發電機廠家大多采用耗油率來描述熱效率。耗油率是衡量柴油機熱效率的一個重要指標:單位kg/(kW·h),其物理意義為:每輸出1 kW·h的有效功所消耗的柴油量。
市場上大多數柴油發電機耗油率為0.2~0.24 kg/(kW·h),建議值0.23 kg/(kW·h)(下文以此為標準計算)。因此,根據耗油率就可算出柴油機的效率η1,一般在36%~45%之間。
柴油發電機的整體效率η如下:
η=η1·η2
(2)
發電機額定功率(發電量)屬于總發熱量的一部分,我們通常提到的柴油發電機組額定功率是指發電功率Nc,還需折算成柴油機額定功率Ne,再根據柴油機的耗油率才能算出柴油發電機組柴油燃燒的總發熱量Q。
柴油發電機運行時,氣缸會產生大量的熱能,為了維持氣缸正常工作,需要冷卻水將柴油機氣缸的熱量帶走,一般常用的方法有以下兩種:
一種是以柴油發電機組輸出功為動力帶動風扇對終端閉式管道內的高溫水冷卻,俗稱風冷,也稱為閉式冷卻水循環。它是冷卻水冷卻柴油機氣缸后進入散熱器,由機頭冷卻風扇將散熱器的表面熱量吹至空氣中,散熱器內冷卻水則由機組自帶水泵不斷強制循環,進入柴油機氣缸水套,構成獨立的整機閉式循環冷卻系統。這里說的風冷是指整機與外部的熱交換方式(與機房內空氣),而對柴油機內部而言卻是閉式水冷系統。柴油電站閉式水冷原理圖見圖1。
圖1 柴油電站閉式水冷原理圖
另一種是終端高溫水直接與外界進行熱交換,利用水池或冷卻塔來冷卻柴油機內部,俗稱水冷,也稱為開式冷卻水循環。
開式系統冷卻柴油發電機組的水應當是清潔的軟水,水中的硬度大時,在氣缸中受熱后,礦物質會在水套外壁結成水垢,導致傳熱性能下降,影響換熱效率,氣缸及氣缸蓋的熱量就不能順利傳給冷卻水,容易導致機器過熱,加速氣缸和活塞連桿組等機件的磨損,從而降低柴油機的功率。水垢多時甚至有可能阻塞水管及氣缸水道,使得冷卻水循環困難。
另外,采用開式水冷卻系統時,由于高溫水直接與外界進行熱交換,水質容易受到污染,所以通常設置換熱器,把開式的冷卻水與柴油機冷卻液分隔開來,形成內外雙循環的柴油機間接冷卻系統,且柴油機啟動及調溫都很迅速且靈活,在工程上應用廣泛。直接冷卻柴油機的開式系統本文不予討論。
開式冷卻塔水冷原理如下:在內循環系統中,機組自帶的循環泵將柴油機工作時氣缸產生的熱量帶至熱交換器,在此與外循環冷卻后的低溫水進行熱交換,柴油機的內循環熱水被冷卻后重新回到柴油機,并對柴油機氣缸進行冷卻,而外循環換熱后溫度升高的冷卻水由外循環水泵在冷卻塔與熱交換器之間強制循環,最終由冷卻塔將熱量轉移至大氣中,達到內外雙循環系統之間的熱平衡。柴油機內循環系統的水溫可通過機組自帶節溫器的開啟進行調整,可保證柴油機在80 ℃~90 ℃的最佳水溫工作。
水池貯水冷卻柴油機,通常做法是設置貯水池及混合水池。外循環泵自混合水池吸水,流經柴油機外置的熱交換器,并在此與冷卻柴油機后溫度升高的內循環冷卻液進行間接熱交換,將機頭熱量轉移至水中,排出部分高溫水,同時補給相應的水量,使調溫水箱保持恒定的水溫,維持混合水池—冷卻水泵—熱交換器—柴油發電機之間的熱量平衡。機組運行前期,混合水池溫度逐漸上升,待升至設計溫度t1時,外循環冷卻水經過熱交換器后溫度升至t2,自動開啟溫控三通閥排水,溫控三通閥可通過設定排出水的溫度控制開度大小,進而調節排水量。混合水池其實是一個混合冷熱水、維持恒溫的構筑物,是用來保障冷卻水循環系統恒定換熱工況的,其溫度選擇應根據外置換熱器內外循環對數溫度差來選定,混合水池的容量一般為5~15 min循環水量。實際上,這種帶外置換熱器的開式冷卻水系統有內外兩套調溫系統,柴油發電機組自帶的節溫器對內循環調溫,而外循環則依靠管網上的溫控三通閥排除高溫水調溫。
風冷和水冷各有所長,我們可以根據使用環境作出選擇,開式冷卻水循環柴油發電機組的構造與上述閉式機組的構造基本相同,其主要區別是開式機組不帶散熱器或冷卻風扇裝置,故機組本身不能獨立完成冷卻循環過程,用戶在使用時必須自行設置冷卻液散熱裝置,在設備訂購時也可以要求柴油發電機組廠家配置熱交換器,熱交換器可選擇管殼式(列管式)換熱器、板式換熱器等多種型式。
柴油發電機組冷卻布置形式通常有以下三種:
1)連機散熱器閉式水冷;
2)分體式或遠置散熱系統;
3)熱交換器系統。
柴油發電機的氣缸蓋和氣缸體中都鑄造有水套,冷卻液經水泵加壓后,經分水管進入缸體水套內,冷卻液在流動的同時吸收氣缸壁的熱量并使溫度升高,然后流入氣缸蓋水套,在此吸熱升溫后流出機組。柴油機運行時要求進出機組冷卻液溫度保持在合適的范圍內,以保證柴油機正常工作。冷卻液溫度過高,會發生氣蝕,中斷冷卻水(液)的供給,大多數柴油機冷卻液規定最高溫度不超過95℃,低于此溫度就不會發生氣蝕。但冷卻液的溫度也不是越低越好,水溫過低,對柴油發電機組的作業極為有害:會使柴油機焚燒室內的溫度過低,柴油噴入后不易霧化焚燒,部分柴油仍呈霧滴狀隨廢氣排出,柴油機效率下降,且著火后燃期增長,發動機工作易粗暴,加劇曲軸、軸承、活塞環等零部件的損壞;焚燒后一部分生成物在氣缸內與冷凝水結合而生成酸性物質,腐蝕氣缸,使發動機磨損明顯增大;水溫過低使機油溫度下降,機油變稠,流動性變差,機油泵泵油量削減,致使供油不足,加上曲軸軸承空隙變小,潤滑不良。試驗表明,假如冷卻液溫度自85℃降到30℃,發動機功率約下降8%,耗油增加30%~40%,磨損增大約6倍。因而,使用時忌使水溫過低。
柴油機在80℃~90℃時效率最高,一般機組都自帶有循環水泵,根據機頭散熱量通過選擇機組自帶循環泵的性能參數(流量、壓力)與內循環冷卻液的進出機組的溫差△t(通常△t=6 ℃~10 ℃左右),就可以將直接冷卻柴油機的冷卻液控制在正常工作的水溫區間。
內循環冷卻液的調溫是通過機組自帶的自動節溫器實現的,節溫器是保證柴油發電機工作在最適宜的溫度的關鍵部件,是一種溫控閥門,可根據柴油發電機負荷和水溫的大小調節冷卻液的冷卻強度(路線和流量),安裝在柴油機冷卻水的出口處[1]。
當柴油發電機組剛啟動運行,冷卻水出口溫度很低時,節溫器閥關閉,冷卻水通過旁通管又回流到柴油機自帶的循環泵入口,而沒有到散熱器的水量,這樣繼續在柴油機內循環加熱,如此反復,直至出水溫度達到一定值時,節溫器閥逐漸開啟,部分熱水排至散熱器,部分熱水仍回流至循環水泵,這樣混合后的水再進入到柴油機,保持柴油機冷卻水溫在一定范圍內。當柴油機內水溫高于某一溫度時,節溫器全開,冷卻液經大循環管全部流進散熱器,此時,冷卻強度大,使水溫不致過高。節溫器開啟得越大,流至散熱器的熱水越多。
低溫外循環冷卻水與高溫內循環冷卻液在板換內部換熱時是錯流,冷媒側與高溫水側的對數溫差△t(△t=[(T1-t2)-(T2-t1)]/ln[(T1-t2)/(T2-t1)])是選用外置熱交換器的依據,溫差越大,熱交換面積越小,外循環冷卻水側進水溫度t1、出水溫度t2越低。因此,有條件時應提高外置熱交換器面積,盡量提高外循環排水溫度t2,但某些柴油機規定外循環出水溫度不得超過80 ℃,如此可減少冷卻儲水池的容積,通常進入柴油機外置熱交換器的冷卻水水溫在50 ℃~60 ℃之間,出水溫度70 ℃~75 ℃,進出水溫差△t=15 ℃~20 ℃,而柴油機內冷卻循環的水溫一般為80 ℃~90 ℃。
柴油發電機房內空氣的冷卻常用的主要有風冷和水冷兩種方式。
柴油發電機工作時機頭散發到機房空氣中的熱量,一般應在柴油機機頭散熱器設置排風罩,直接將熱空氣排至室外。也有直接排至機房內,則機房的余熱量也應計入這部分散熱量,這將增大機房內的冷卻風量。
水冷式柴油發電機房是用水做冷媒,通過表面式或淋水式冷卻器(噴水不常用)與空氣進行熱交換來實現對機房內空氣降溫。一般做法是在柴油發電機房內設置冷風機,在冷風機內通冷媒水,通過機房內熱空氣與冷風機內冷媒水的熱交換來帶走空氣熱量,達到降低機房空氣溫度的目的。
固定電站是發電機組固定,且具有獨立的通風、排煙、貯油等系統的柴油電站。柴油發電機組和控制室分開設置,有獨立的通風系統,具有自動控制或隔室控制功能。
《人民防空地下室設計規范(GB 50038—2005)》第7.7.2條規定[2]:平戰結合的防空地下室電站類型應符合下列要求:
1)中心醫院、急救醫院應設置固定電站;
2)救護站、防空專業隊工程、人員掩蔽工程、配套工程的電站,當機組總容量大于120 kW時宜設置固定電站。
防空地下室柴油發電站的冷卻包括柴油發電機組的冷卻及機房內空氣的冷卻,兩者都可以采用水冷和風冷的冷卻方式。柴油電站的冷卻方式應根據當地水源情況、氣候條件、空調方式及柴油發電機組型號等因素確定,通常有以下3種組合方式:
1)柴油發電機房和柴油機均采用水冷系統。
2)柴油發電機房采用風冷系統,柴油機采用水冷系統。
3)柴油發電機房和柴油機均采用風冷系統。
在民用建筑的自備發電機組冷卻系統中,當機組采用水冷時,通常采用冷卻塔或散熱器作為柴油發電機組的終端散熱設備,主要是因為采用排除高溫熱水再混水的方式水量浪費太大,對人防固定電站,可采用風冷或水冷,規范上并沒有明確規定什么情況下采用何種冷卻形式。當采用風冷時,由于有防護要求,通常采用機體自帶散熱器的閉式水冷(風冷);當機組功率較大或排煙井設置有困難時通常采用設置貯水池儲存冷卻水的辦法進行水冷。
《人民防空地下室設計規范(GB 50038—2005)》第6.5.2條規定[2]:冷卻水貯水池的容積應根據柴油發電機運行機組在額定功率下冷卻水的消耗量和要求的貯水時間確定。貯水時間可按照表1采用。
表1 柴油發電機房貯水池貯水時間
當采用該方式冷卻時,流程圖見圖2。
圖2 柴油機房風冷、機組水冷系統原理圖
在計算時,我們通常不知道柴油機的額定功率, 但知道發電機組的額定發電量,可由式Ne=Nc/η2求得柴油機的額定功率,再根據柴油機的耗油率算出總發熱量,由前述冷卻水損失占總發熱量比率,可算出循環冷卻水量及混合水池補水量(即高溫水排水量)。
根據機頭散熱量與循環冷卻水量建立如下平衡關系式:
εa·Ne·m·B·q=1 000·QX·ρ·CS·(t2-t1)
(3)
將式(1)代入式(3)得,
QX=εa·Nc·m·B·q/[η2·1 000·ρ·CS·(t2-t1)]
(4)
式(4)中:εa為冷卻水損失占總發熱量比率,取值εa=24%~30%;
B為柴油機的耗油率,kg/kW·h;
q為柴油機燃料熱值,可取41 870 kJ/kg;
m為柴油機同時運行的臺數;
QX為柴油機的循環冷卻水量,m3/h;
CS為水的比熱,一般CS=4.187 kJ/(kg·℃);
ρ為水的相對密度;
t0為貯水池水溫,℃;
t1為柴油機冷卻水進水溫度(或混合水池溫度),℃;
t2為柴油機冷卻水出水溫度,℃。
冷卻水貯水池容積應根據柴油發電機組在額定功率下冷卻水的總耗水量和要求的貯水時間,由下式確定:
V·1 000·ρ·CS·(t2-t0)=εa·m·Ne·B·q·24·T
(5)
V=εa·m·Ne·B·q·24·T/[1 000·ρ·CS·(t2-t0)]
(6)
式中:V為貯水池容積,m3;
T為貯水時間,選2~3 d。
柴油發電機組外循環采用混合水池調節時,一部分回流至混合池,一部分排除,消耗水量再由貯水池補水,低溫補水量按下式計算:
Qb=QX·(t2-t1)/(t2-t0)
(7)
從式(7)中可以看出,表面上看起來補水量Qb與t0、t1、t2都有關,但將式(4)代入式(7),可得:
Qb=εa·Ne·m·B·q/[1 000·ρ·CS·(t2-t1)]·(t2-t1)/(t2-t0)=εa·Ne·m·B·q/[1 000·ρ·CS· (t2-t0)]
得出:
Qb=εa·Ne·m·B·q/[1 000·ρ·CS·(t2-t0)]
(8)
式(8)中:Qb為補充新水水量,m3/h;
t為補充新水水溫,按照夏季最高溫度地下室貯水池水溫選取,t=20℃。
式(8)實際上就是根據宏觀熱量平衡計算低溫補水量的計算式。
這種冷卻方式中整臺柴油機運行過程中補水量(即排水量)不變,貯水池容積也可按V=Qb·T·24計算。
由式(4)、(6)、(8)可知,循環水量QX只與t1及t2有關,而補水量Qb、貯水池容積V只與t0及t2有關,與混合水池水溫t1無關,提高排水溫度t2及降低儲水池溫度t0均有助于減小貯水池容積。
這種方式貯水池僅承擔貯水功能,沒有必要對冷卻水貯水池進行分格。
機房采用水冷的柴油電站,應結合柴油機機頭水冷卻及機房水冷卻綜合設計冷卻系統。目前機房水冷常見的多采用冷風機形式,冷風機冷卻機房空氣后雖然出水溫度升高但水溫仍比較低,而柴油機冷卻要求的進水溫度比較高,通常將冷風機出水再作為柴油機的冷卻水使用,以便節約水資源。機房空調水冷有兩種形式:一種是直流式系統;另一種為重復循環利用系統。
圖集《防空地下室固定柴油電站(08FJ04)》水冷系統圖是按照有可靠防護的內水源設計[3],見圖3,機房水冷系統采用直流冷卻系統,冷風機冷媒水冷卻機房后除補充混合水池外,多余的水量直接排除了,貯水池僅作為自備水源深井泵提取水的調節儲存功能,故貯水池沒有進行分格,且容量按照貯水時間6 h計算[2]。該方式對于有可靠防護且取水量不受限的內水源來說既可以減小冷卻貯水池容積,節省占地面積,又可以保障機房的冷卻效果。
對無可靠內、外水源的電站來說,機房直流水冷方式貯水池容積很大,占用面積大,水量浪費嚴重,機房空調冷卻水應考慮采用重復循環利用冷卻系統,見圖4,但冷卻效果不如直流式系統。
采用重復循環利用的冷卻系統,因為冷風機的循環水量Qa與混合水池補水量Qb不匹配, 多余的
圖3 柴油機房直流水冷、機組水冷系統原理圖
圖4 柴油機房重復循環水冷、機組水冷系統原理圖
水量有一部分會回流至冷卻貯水池。此時,如貯水池不分格,會導致空調冷卻后升溫的回水與貯水池的水混合,影響機房冷卻效果。所以機房機組均采用重復循環利用的水冷系統,貯水池采用多格水池,其中一格為空格。空調冷卻水首先回到空格,一方面避免和大水池的混合后提高水溫影響空調冷卻效果,同時可以利用水池的自然降溫便于循環使用[4]。分格數宜為3~5格,見圖5。
圖5 機房機組雙循環重復水冷系統圖(貯水池分格)
戰時轉換時間內將1#池空格,2#~4#池貯水至設計容量,運行時依次抽空2#~4#水池,將空調循環回水依次放滿1#~3#池,待下一循環周期時,依次抽吸1#~3#池,循環反復,直至抽完。
文獻[4]內提到自備水源的取水構筑物應設在固定電站的清潔區,但清潔區除了電站控制室就是值班室,且電站的供水僅供給冷卻用水,不涉及飲水及生活用水,柴油發電機組設在染毒區,自備供水水源也完全可以放在染毒區,這樣布置對整個機房的供水也方便。
例題:某防空地下室固定電站,采用2臺200 kW柴油發電機組,設備考慮同時運行,單臺機組的燃油消耗量為0.23 kg/(kW·h),電站機房及柴油機均采用水冷方式,計算電站冷卻水貯水量、循環冷卻水量、空調循環水量、冷風機臺數及選型。
相關資料:采用市政水源補水,按照無可靠防護的內外水源計算,貯水時間按照T=2 d取。地下室水溫為20 ℃,室外空氣氣溫為30 ℃,柴油機機頭冷卻進水水溫采用60 ℃,冷卻水出水溫度為75 ℃。
采用隔離體分析法計算機房冷卻空調循環冷卻水量、計算冷風機臺數n、柴油機冷卻總循環流量QX、補水量Qb。
1)計算冷風機臺數n
機房散發余熱Q1=εb·m·B·q·Ne=εb·m·B·q·Nc/η2,取η2=90%;
Q1=0.09×2×0.23×41 870×200/0.9=385 204 kJ/h=107 kW。
εb為機房內余熱量占總發熱量的比率,按9%計算;
根據電站機房內余熱量需要用水冷卻,計算冷風機臺數、總冷卻水水量、循環水泵等;
選用S534型冷風機,單臺制冷量9.25 kW,需臺數n=107/9.25=11.56臺,選12臺。
2)機房空調循環冷卻水量Qa
柴油發電機房內空氣溫度要求:人員直接操作時溫度不應超過35 ℃,人員隔室操作時溫度不超過40 ℃。電站控制室內的空氣溫度不大于30 ℃。由冷風機冷媒水帶走的熱量與機房散發的余熱建立平衡方程式,可求得空調冷卻循環總流量。
Qa·1 000·ρ·CS·(t-t0)=εb·m·Ne·B·q
(9)
將式(1)代入式 (9)得,
Qa=εb·m·Nc·B·q/[η2·1 000·ρ·CS·(t-t0)]
(10)
式中:t0為貯水池儲水溫度,通常取t0=20 ℃;
t為冷風機出水溫度,按t=25 ℃考慮(冷風機出風溫度按34 ℃);
Qa為空調冷卻循環總流量,m3/h。
根據式(10),Qa=0.09×2×200×0.23×41 870/(0.9×1 000×1×4.187×(25-20))=18.4 m3/h。
3)柴油機冷卻總循環流量QX
根據式(4)QX=εa·Nc·m·B·q/[η2·1 000·ρ·CS·(t2-t1)], 算得QX=0.3×2×200×0.23×41 870/(0.9×1 000×1×4.187×(75-60))= 20.4 m3/h。
4)計算補水量Qb
根據式(7)Qb=QX·(t2-t1)/(t2-t0),此時t0應取圖4中的t值。算得Qb=2×10.2×(75-60)/(75-25)=6.12 m3/h。
5)冷卻水庫的貯水容積計算
如采用隔離體分析法公式:
V=Qb·T·24
(11)
算得,V=6.12×24×2= 293.8 m3。
如采用宏觀整體熱量分析法,根據輸入熱量與排水散熱量相平衡的原理,來計算冷卻水庫的貯水容積(排水總量)。總輸入熱量包括冷卻水熱損失與機組外殼散熱之和。
V·1 000·ρ·CS·(t2-t0)=εz·m·Ne·B·q·24·d
(12)
將式(1)代入式 (12),得:
V·1 000·ρ·CS·(t2-t0)=εz·m·(Nc/η2)·B·q·24·d
V×1 000×1×4.187×(75-20)= 0.39×2×200/0.9×0.23×41 870×24×2
得出V=347.9 m3,其中εz為總輸入熱量占柴油機總發熱量的比率(εz=εa+εb=39%考慮)。
可見采用式(11)與式(12)計算貯水容積時結果并不一致,得到兩種結果。采用隔離體分析法算出的貯水池容積偏小,原因分析如下:
采用隔離體算法是在確保混合池補水水溫始終是t的情況下才可行,但是由于空調冷卻泵自貯水池吸水量Qa大于Qb,故當貯水池的冷水第一次抽空時柴油機仍在工作,而這時貯水池內的水溫由t0變成經過冷風機吸熱后的溫度t(t>t0),當進入下一個池水抽空周期時,冷風機進水溫度t升高了。由于需要繼續從機房空氣吸熱降溫,冷風機出水(混合池補水)溫度也會升高,而冷卻柴油機的冷卻水泵流量一定。因此,相應會造成混合水池工況變動,由于外循環系統通過溫控三通閥排水自動調溫,會導致排水量或補水量Qb相應增加。
由此可知,貯水池的水每被完全抽空一次,回至貯水池溫度升高一次,混合池排水量也增加一次。如此反復循環,當空調冷卻循環水量與混合池補水量(或柴油機冷卻外循環排水量)相等時,整個貯水池內的水會逐漸被抽空。因此,混合池排水量(即補水量)是一個變值。可以看出:當機房機組雙水冷時采用隔離體算法有缺陷,不能將貯水池第一個抽空周期內混合池的補水量作為整個運行過程中的恒量來計算冷卻水池貯水量,按照上述算法計算出的儲水容積偏小,因此應按照宏觀整體熱量平衡算法來計算冷卻水池貯水量。
1)采用開式系統時,為保護機組及調溫的操控性,應采用雙循環系統,這時機組的溫度控制實際上是雙調溫系統。
2)利用發電機額定功率計算時,必須要考慮發電機的功率轉換系數η2。
3)當機房采用重復循環利用水冷,機組也采用水冷時,混合池的排水量不是恒定值,不可以用貯水池的初次抽空周期時混合水池的補水量來計算冷卻貯水池的容積,而應該按照宏觀整體熱量平衡算法即規定貯水時間內整個運行周期機頭氣缸發熱量與機體散熱量之和與排水帶走的熱量平衡來計算冷卻貯水池容積。
4)當機房風冷、機組水冷或機房直流水冷、機組水冷時,冷卻貯水池沒必要進行分格;而當機房采用重復循環利用水冷,機組也采用水冷時,為加強機房水冷效果,冷卻貯水池需要分格。
5)當機房機組冷卻方式及柴油發電機組確定后,應盡量選用大換熱面積外置熱交換器,提高出水溫度t2,減小貯水池容積。混合水池的溫度t1只對循環水量QX有影響,不影響補水量Qb及貯水容積V。