徐旭常：不忘初心 為國(guó)家做點(diǎn)事

彭慧文

徐旭常，1932年10月～2011年3月，江蘇省常州市人。生前長(zhǎng)期從事熱能工程、鍋爐、燃燒及污染控制的工程技術(shù)研究和教學(xué)工作，曾獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織和中國(guó)專利局頒發(fā)的發(fā)明創(chuàng)造金獎(jiǎng)。開創(chuàng)國(guó)內(nèi)《燃燒學(xué)》教學(xué)，對(duì)我國(guó)幾十年來(lái)的燃燒理論與技術(shù)教學(xué)有重要影響。1995年當(dāng)選中國(guó)工程院院士。

徐旭常心語(yǔ)

為國(guó)家做點(diǎn)事。

多年來(lái)我一直在做環(huán)境問題，尤其是煤的燃燒和利用。第一件事，是提高煤的燃燒質(zhì)量。

人家找我們?nèi)ゾ褪且驗(yàn)樯a(chǎn)出了問題，你不到現(xiàn)場(chǎng)沒有一手資料，連問題在哪兒都沒全搞清，何談解決問題？做基礎(chǔ)研究，細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)是必不可少的。

搞科研第一要有前瞻性，就是要找對(duì)國(guó)家有大用的事兒來(lái)做，第二就是淡化功利，踏踏實(shí)實(shí)做人做事。目前的學(xué)術(shù)界院士的年齡偏大了些，應(yīng)當(dāng)年輕化。我們要防止弄虛作假、抄襲等學(xué)術(shù)腐敗，這一點(diǎn)上清華有著優(yōu)良的傳統(tǒng)。

我們國(guó)家由煤引起的環(huán)境問題很大，每年單是二氧化硫排放，引起的經(jīng)濟(jì)損失大約有1800億元人民幣。目前二氧化硫與氧化氮的問題，在我國(guó)技術(shù)上已經(jīng)掌握得很好，但是可吸入顆粒物的問題還沒解決。據(jù)我所知，世界各國(guó)都沒掌握好。

我們國(guó)家有大量的鹽堿地。鹽地和堿地其實(shí)是有很大不同的，以前治理得比較好的是鹽地，集中在黃、淮、海河區(qū)域及沿海一帶，用的多是澆灌、排水的方法，通俗地說(shuō)就是不斷用水去清洗土地中的鹽分。而堿地的特點(diǎn)是土地板結(jié)，不透水，因而你澆再多的水也根本沒法洗掉地里的堿分。用脫硫石膏來(lái)改良?jí)A地，這是將能源學(xué)科和環(huán)境、生態(tài)、農(nóng)林牧等學(xué)科交叉融合的科研成果。

1 探索者 不停步

徐旭常1932年生于古城常州，長(zhǎng)于常州、蘇州、上海三地，第一次與“工程”二字沾邊，是在14歲時(shí)考入上海中學(xué)高中部工科班之后。當(dāng)時(shí)，上海中學(xué)已屬全國(guó)名校，這里的老師教書，也育人，工科班老師在講課時(shí)經(jīng)常會(huì)提醒自己的學(xué)生：中國(guó)工業(yè)落后，連火柴、鐵釘都叫“洋火”“洋釘”，勉勵(lì)他們勤奮學(xué)習(xí)，今后發(fā)展中國(guó)自己的基礎(chǔ)工業(yè)。從徐旭常當(dāng)年的日記可以感受到，在上海中學(xué)的這段時(shí)光，已經(jīng)在他心里埋下了報(bào)效祖國(guó)的種子，日記中沒有什么豪言壯語(yǔ)，反復(fù)出現(xiàn)的一句話是“為國(guó)家做點(diǎn)事”。

1950年5月，高中畢業(yè)，他響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，追隨支援東北的大潮流，前往撫順礦專讀書。因?yàn)闅v史因素與學(xué)校建制調(diào)整，從1950年到1953年，徐旭常三年輾轉(zhuǎn)三地，從撫順到長(zhǎng)春再到沈陽(yáng)，于1953年夏提前畢業(yè)于東北工學(xué)院的蒸汽動(dòng)力專業(yè)。后被分配到清華大學(xué)動(dòng)力機(jī)械系（今能源與動(dòng)力工程系）研究生班。在清華學(xué)習(xí)一年，又被派到哈爾濱工業(yè)大學(xué)鍋爐專業(yè)跟隨蘇聯(lián)專家進(jìn)修學(xué)習(xí)，直到1956年畢業(yè)。

在1956年成為清華大學(xué)動(dòng)力機(jī)械系一名青年教師之后，徐旭常依然保持著學(xué)習(xí)的慣性，抓住每一個(gè)機(jī)會(huì)往瘦弱的身軀中裝入更多的知識(shí)儲(chǔ)備。1961年由助教升任講師，他被抽調(diào)到新成立的燃燒教研組，給學(xué)生講《燃燒學(xué)》。

正所謂功不唐捐，經(jīng)過(guò)三年努力，徐旭常不僅完成了教學(xué)任務(wù)，還編寫出中國(guó)第一部《燃燒學(xué)》教材。通過(guò)開設(shè)這門課程，他全面地學(xué)習(xí)了燃燒學(xué)的基礎(chǔ)理論，這是很多搞工程的學(xué)者所欠缺的。編寫《燃燒學(xué)》的經(jīng)歷，也最終完成了對(duì)徐旭常自學(xué)能力的檢驗(yàn)，從零開始啃下了龐雜繁復(fù)的燃燒學(xué)，此后再遇到任何新知識(shí)、新領(lǐng)域，他都不再怵頭。

從1972年開始，徐旭常和同事對(duì)煤粉預(yù)燃室燃燒器進(jìn)行初步研究，這種燃燒器可以穩(wěn)定煤粉爐膛內(nèi)的火焰，大幅減少輔助燃油用量。徐旭常團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)明了一款新型的煤粉預(yù)燃室燃燒器，并最終獲得成功。

2 工程師 不跟隨

對(duì)于徐旭常來(lái)說(shuō)，煤粉預(yù)燃室燃燒器只是一個(gè)開始。發(fā)明了它，反而給徐旭常帶來(lái)了更多困惑，原因在于，傳統(tǒng)火焰穩(wěn)定理論解釋不了這款燃燒器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

早年讀書期間，徐旭常便非常重視對(duì)基礎(chǔ)文化課的學(xué)習(xí)，畢業(yè)工作之后，對(duì)《燃燒學(xué)》理論的探究，更讓他進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到了基礎(chǔ)理論研究的重要性，認(rèn)為一個(gè)“純粹”的工程師可能會(huì)因?yàn)槿狈碚撝笇?dǎo)而遭遇研究瓶頸。他經(jīng)常告誡自己的學(xué)生，搞工程技術(shù)的，不能從雜志縫里找課題，必須從生產(chǎn)實(shí)踐中去發(fā)現(xiàn)問題；同時(shí)，必須具備基礎(chǔ)理論研究的意識(shí)和能力，這樣才能對(duì)新技術(shù)有全面的認(rèn)知與把握，不至于遇到問題時(shí)如瞎子摸象一般，靠碰運(yùn)氣的方式尋找解決辦法。

因?yàn)閷?duì)當(dāng)時(shí)已有理論的解釋不滿意，徐旭常決定親自演算。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，他和團(tuán)隊(duì)嘗試對(duì)預(yù)燃室中的煤粉燃燒過(guò)程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，進(jìn)一步分析燃燒設(shè)備中的穩(wěn)燃因素。最終他們發(fā)現(xiàn)，使煤粉火焰穩(wěn)定的原則應(yīng)該是：讓煤粉迅速進(jìn)入燃燒室中的高溫、有合適氧濃度的區(qū)域，并使煤粉和攜帶它的氣體局部分離，形成局部集中的高煤粉濃度、高溫和足夠高氧濃度的著火有利區(qū)。據(jù)此，徐旭常提出了著名的“煤粉燃燒穩(wěn)定性三高區(qū)原理”。

利用該原理，徐旭常成功解釋了早期研究煤粉預(yù)燃室時(shí)遭遇的失敗。如今，這一理論已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外燃燒學(xué)界普遍接受，成為煤粉鍋爐設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)指導(dǎo)理論。

有了自己的理論作支撐，徐旭常研究燃燒器的底氣更足了。他覺得煤粉預(yù)燃室燃燒器在穩(wěn)定火焰方面還是不夠理想，因此決定繼續(xù)深挖。1984年左右，徐旭常開始在煤粉燃燒穩(wěn)定性三高區(qū)原理指導(dǎo)下，研究新型煤粉燃燒器。

新型燃燒器因?yàn)樾螤詈痛悬c(diǎn)像，被簡(jiǎn)稱為“船型燃燒器”。這種燃燒器產(chǎn)生的特殊氣流流動(dòng)結(jié)構(gòu)，讓煤粉著火較快，燃燒過(guò)程中氮氧化物的生成和排放量顯著減少，因而開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)既有良好煤粉燃燒效果又能減少氮氧化物排放的煤粉燃燒技術(shù)路徑。

3 跨界人 不設(shè)限

進(jìn)行燃煤污染物防治研究的同時(shí)，徐旭常關(guān)注到另外一個(gè)問題：石灰石—石膏濕法以其穩(wěn)定、高效等優(yōu)點(diǎn)成為世界上最成熟、應(yīng)用最廣泛的脫硫工藝，但這種工藝會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物——脫硫石膏，其露天堆積不僅會(huì)占用大量的空間場(chǎng)地，還可能因?yàn)轱L(fēng)吹而導(dǎo)致二次污染，該如何低成本地處置呢？

在1995年一次國(guó)際交流中，徐旭常了解到，東京大學(xué)定方正毅、松本聰?shù)葘W(xué)者提出了利用脫硫石膏進(jìn)行土壤改造的想法，當(dāng)時(shí)中國(guó)還沒有脫硫石膏，于是在我國(guó)東北取土樣寄往東京做了盆缽試驗(yàn)，取得了良好效果。這讓徐旭常非常興奮，在人口眾多的中國(guó)，擴(kuò)大耕地面積是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的大事，如果能用脫硫石膏改良鹽堿地，可謂是一舉兩得的好事。

從此，他的書架上又多了有關(guān)土壤和農(nóng)業(yè)的書籍，通過(guò)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和了解，徐旭常提出了自己的想法：能否使用普通的農(nóng)耕技術(shù)，將脫硫石膏播撒到廣袤的鹽堿地當(dāng)中？為了實(shí)踐這個(gè)想法，他不辭辛苦地奔波了近兩年，最終找到內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)開展合作。1999年，他帶著團(tuán)隊(duì)來(lái)到了內(nèi)蒙古土默川旗托克托縣伍什家鄉(xiāng)氈匠營(yíng)村，開始在多年荒蕪的重度堿化土壤上進(jìn)行大田試驗(yàn)，試驗(yàn)面積40畝。

據(jù)徐旭常的學(xué)生回憶，他每一次決定進(jìn)入新領(lǐng)域時(shí)，都已經(jīng)至少觀察和思考了10年以上，他要么不出手，一旦出手，就說(shuō)明信心比較充足。這次也不例外，施用脫硫石膏的當(dāng)年，40畝試驗(yàn)田出苗率就達(dá)到了60%，秋后取得了豐產(chǎn)，第二、三年出苗率分別為80%和100%，產(chǎn)量也有了大幅度提高。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民見到改良后第一年的收成就驚訝地說(shuō)：“這和用灌排法連續(xù)改良30年后達(dá)到的產(chǎn)量差不多?！?/p>

時(shí)至今日，徐旭常已故去多年，但我們可以看到，他曾經(jīng)開創(chuàng)的很多教學(xué)和研究方向——燃燒學(xué)、煤的低氮氧化物燃燒和高效穩(wěn)燃、燃煤污染物聯(lián)合脫除、燃煤重金屬污染防治以及堿化土壤改良等，都在由他的同事和年輕學(xué)者們獨(dú)當(dāng)一面。這一方面是因?yàn)樗皩?duì)后輩研究者進(jìn)行了有意的培養(yǎng)，另一方面也取決于當(dāng)初所選擇的研究方向的生命力和延展力。

清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系教授姚強(qiáng)認(rèn)為，徐旭常做了一輩子科研工作，最大的特點(diǎn)就是把科研方向真正地跟國(guó)家需求緊密結(jié)合在了一起。當(dāng)然，對(duì)于什么是國(guó)家需求，可能每個(gè)人都有不同的答案，但這個(gè)底層邏輯是不變的，現(xiàn)如今，徐旭常已經(jīng)將它注入到了自己學(xué)生們的心靈深處。