徐旭常：不忘初心 為國家做點事

彭慧文

徐旭常，1932年10月～2011年3月，江蘇省常州市人。生前長期從事熱能工程、鍋爐、燃燒及污染控制的工程技術研究和教學工作，曾獲國家發(fā)明獎二等獎和三等獎、國家科技進步獎二等獎、世界知識產權組織和中國專利局頒發(fā)的發(fā)明創(chuàng)造金獎。開創(chuàng)國內《燃燒學》教學，對我國幾十年來的燃燒理論與技術教學有重要影響。1995年當選中國工程院院士。

徐旭常心語

為國家做點事。

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

人家找我們去就是因為生產出了問題，你不到現(xiàn)場沒有一手資料，連問題在哪兒都沒全搞清，何談解決問題？做基礎研究，細致嚴謹是必不可少的。

搞科研第一要有前瞻性，就是要找對國家有大用的事兒來做，第二就是淡化功利，踏踏實實做人做事。目前的學術界院士的年齡偏大了些，應當年輕化。我們要防止弄虛作假、抄襲等學術腐敗，這一點上清華有著優(yōu)良的傳統(tǒng)。

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

我們國家有大量的鹽堿地。鹽地和堿地其實是有很大不同的，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，通俗地說就是不斷用水去清洗土地中的鹽分。而堿地的特點是土地板結，不透水，因而你澆再多的水也根本沒法洗掉地里的堿分。用脫硫石膏來改良堿地，這是將能源學科和環(huán)境、生態(tài)、農林牧等學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，長于常州、蘇州、上海三地，第一次與“工程”二字沾邊，是在14歲時考入上海中學高中部工科班之后。當時，上海中學已屬全國名校，這里的老師教書，也育人，工科班老師在講課時經常會提醒自己的學生：中國工業(yè)落后，連火柴、鐵釘都叫“洋火”“洋釘”，勉勵他們勤奮學習，今后發(fā)展中國自己的基礎工業(yè)。從徐旭常當年的日記可以感受到，在上海中學的這段時光，已經在他心里埋下了報效祖國的種子，日記中沒有什么豪言壯語，反復出現(xiàn)的一句話是“為國家做點事”。

1950年5月，高中畢業(yè)，他響應國家號召，追隨支援東北的大潮流，前往撫順礦專讀書。因為歷史因素與學校建制調整，從1950年到1953年，徐旭常三年輾轉三地，從撫順到長春再到沈陽，于1953年夏提前畢業(yè)于東北工學院的蒸汽動力專業(yè)。后被分配到清華大學動力機械系（今能源與動力工程系）研究生班。在清華學習一年，又被派到哈爾濱工業(yè)大學鍋爐專業(yè)跟隨蘇聯(lián)專家進修學習，直到1956年畢業(yè)。

在1956年成為清華大學動力機械系一名青年教師之后，徐旭常依然保持著學習的慣性，抓住每一個機會往瘦弱的身軀中裝入更多的知識儲備。1961年由助教升任講師，他被抽調到新成立的燃燒教研組，給學生講《燃燒學》。

正所謂功不唐捐，經過三年努力，徐旭常不僅完成了教學任務，還編寫出中國第一部《燃燒學》教材。通過開設這門課程，他全面地學習了燃燒學的基礎理論，這是很多搞工程的學者所欠缺的。編寫《燃燒學》的經歷，也最終完成了對徐旭常自學能力的檢驗，從零開始啃下了龐雜繁復的燃燒學，此后再遇到任何新知識、新領域，他都不再怵頭。

從1972年開始，徐旭常和同事對煤粉預燃室燃燒器進行初步研究，這種燃燒器可以穩(wěn)定煤粉爐膛內的火焰，大幅減少輔助燃油用量。徐旭常團隊經過反復試驗，發(fā)明了一款新型的煤粉預燃室燃燒器，并最終獲得成功。

2 工程師 不跟隨

對于徐旭常來說，煤粉預燃室燃燒器只是一個開始。發(fā)明了它，反而給徐旭常帶來了更多困惑，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際運行狀態(tài)。

早年讀書期間，徐旭常便非常重視對基礎文化課的學習，畢業(yè)工作之后，對《燃燒學》理論的探究，更讓他進一步認識到了基礎理論研究的重要性，認為一個“純粹”的工程師可能會因為缺乏理論指導而遭遇研究瓶頸。他經常告誡自己的學生，搞工程技術的，不能從雜志縫里找課題，必須從生產實踐中去發(fā)現(xiàn)問題；同時，必須具備基礎理論研究的意識和能力，這樣才能對新技術有全面的認知與把握，不至于遇到問題時如瞎子摸象一般，靠碰運氣的方式尋找解決辦法。

因為對當時已有理論的解釋不滿意，徐旭常決定親自演算。在實驗基礎上，他和團隊嘗試對預燃室中的煤粉燃燒過程進行數值計算，進一步分析燃燒設備中的穩(wěn)燃因素。最終他們發(fā)現(xiàn)，使煤粉火焰穩(wěn)定的原則應該是：讓煤粉迅速進入燃燒室中的高溫、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燃室時遭遇的失敗。如今，這一理論已經被國內外燃燒學界普遍接受，成為煤粉鍋爐設計中的基礎指導理論。

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)原理指導下，研究新型煤粉燃燒器。

新型燃燒器因為形狀和船有點像，被簡稱為“船型燃燒器”。這種燃燒器產生的特殊氣流流動結構，讓煤粉著火較快，燃燒過程中氮氧化物的生成和排放量顯著減少，因而開創(chuàng)了國內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路徑。

3 跨界人 不設限

進行燃煤污染物防治研究的同時，徐旭常關注到另外一個問題：石灰石—石膏濕法以其穩(wěn)定、高效等優(yōu)點成為世界上最成熟、應用最廣泛的脫硫工藝，但這種工藝會產生大量副產物——脫硫石膏，其露天堆積不僅會占用大量的空間場地，還可能因為風吹而導致二次污染，該如何低成本地處置呢？

在1995年一次國際交流中，徐旭常了解到，東京大學定方正毅、松本聰等學者提出了利用脫硫石膏進行土壤改造的想法，當時中國還沒有脫硫石膏，于是在我國東北取土樣寄往東京做了盆缽試驗，取得了良好效果。這讓徐旭常非常興奮，在人口眾多的中國，擴大耕地面積是關乎國計民生的大事，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土壤和農業(yè)的書籍，通過進一步學習和了解，徐旭常提出了自己的想法：能否使用普通的農耕技術，將脫硫石膏播撒到廣袤的鹽堿地當中？為了實踐這個想法，他不辭辛苦地奔波了近兩年，最終找到內蒙古農業(yè)大學開展合作。1999年，他帶著團隊來到了內蒙古土默川旗托克托縣伍什家鄉(xiāng)氈匠營村，開始在多年荒蕪的重度堿化土壤上進行大田試驗，試驗面積40畝。

據徐旭常的學生回憶，他每一次決定進入新領域時，都已經至少觀察和思考了10年以上，他要么不出手，一旦出手，就說明信心比較充足。這次也不例外，施用脫硫石膏的當年，40畝試驗田出苗率就達到了60%，秋后取得了豐產，第二、三年出苗率分別為80%和100%，產量也有了大幅度提高。當地農民見到改良后第一年的收成就驚訝地說：“這和用灌排法連續(xù)改良30年后達到的產量差不多。”

時至今日，徐旭常已故去多年，但我們可以看到，他曾經開創(chuàng)的很多教學和研究方向——燃燒學、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者們獨當一面。這一方面是因為他生前對后輩研究者進行了有意的培養(yǎng)，另一方面也取決于當初所選擇的研究方向的生命力和延展力。

清華大學能源與動力工程系教授姚強認為，徐旭常做了一輩子科研工作，最大的特點就是把科研方向真正地跟國家需求緊密結合在了一起。當然，對于什么是國家需求，可能每個人都有不同的答案，但這個底層邏輯是不變的，現(xiàn)如今，徐旭常已經將它注入到了自己學生們的心靈深處。