徐旭常：不忘初心 为国家做点事

彭慧文

徐旭常，1932年10月～2011年3月，江苏省常州市人。生前长期从事热能工程、锅炉、燃烧及污染控制的工程技术研究和教学工作，曾获国家发明奖二等奖和三等奖、国家科技进步奖二等奖、世界知识产权组织和中国专利局颁发的发明创造金奖。开创国内《燃烧学》教学，对我国几十年来的燃烧理论与技术教学有重要影响。1995年当选中国工程院院士。

徐旭常心语

为国家做点事。

多年来我一直在做环境问题，尤其是煤的燃烧和利用。第一件事，是提高煤的燃烧质量。

人家找我们去就是因为生产出了问题，你不到现场没有一手资料，连问题在哪儿都没全搞清，何谈解决问题？做基础研究，细致严谨是必不可少的。

搞科研第一要有前瞻性，就是要找对国家有大用的事儿来做，第二就是淡化功利，踏踏实实做人做事。目前的学术界院士的年龄偏大了些，应当年轻化。我们要防止弄虚作假、抄袭等学术腐败，这一点上清华有着优良的传统。

我们国家由煤引起的环境问题很大，每年单是二氧化硫排放，引起的经济损失大约有1800亿元人民币。目前二氧化硫与氧化氮的问题，在我国技术上已经掌握得很好，但是可吸入颗粒物的问题还没解决。据我所知，世界各国都没掌握好。

我们国家有大量的盐碱地。盐地和碱地其实是有很大不同的，以前治理得比较好的是盐地，集中在黄、淮、海河区域及沿海一带，用的多是浇灌、排水的方法，通俗地说就是不断用水去清洗土地中的盐分。而碱地的特点是土地板结，不透水，因而你浇再多的水也根本没法洗掉地里的碱分。用脱硫石膏来改良碱地，这是将能源学科和环境、生态、农林牧等学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，长于常州、苏州、上海三地，第一次与“工程”二字沾边，是在14岁时考入上海中学高中部工科班之后。当时，上海中学已属全国名校，这里的老师教书，也育人，工科班老师在讲课时经常会提醒自己的学生：中国工业落后，连火柴、铁钉都叫“洋火”“洋钉”，勉励他们勤奋学习，今后发展中国自己的基础工业。从徐旭常当年的日记可以感受到，在上海中学的这段时光，已经在他心里埋下了报效祖国的种子，日记中没有什么豪言壮语，反复出现的一句话是“为国家做点事”。

1950年5月，高中毕业，他响应国家号召，追随支援东北的大潮流，前往抚顺矿专读书。因为历史因素与学校建制调整，从1950年到1953年，徐旭常三年辗转三地，从抚顺到长春再到沈阳，于1953年夏提前毕业于东北工学院的蒸汽动力专业。后被分配到清華大学动力机械系（今能源与动力工程系）研究生班。在清华学习一年，又被派到哈尔滨工业大学锅炉专业跟随苏联专家进修学习，直到1956年毕业。

在1956年成为清华大学动力机械系一名青年教师之后，徐旭常依然保持着学习的惯性，抓住每一个机会往瘦弱的身躯中装入更多的知识储备。1961年由助教升任讲师，他被抽调到新成立的燃烧教研组，给学生讲《燃烧学》。

正所谓功不唐捐，经过三年努力，徐旭常不仅完成了教学任务，还编写出中国第一部《燃烧学》教材。通过开设这门课程，他全面地学习了燃烧学的基础理论，这是很多搞工程的学者所欠缺的。编写《燃烧学》的经历，也最终完成了对徐旭常自学能力的检验，从零开始啃下了庞杂繁复的燃烧学，此后再遇到任何新知识、新领域，他都不再怵头。

从1972年开始，徐旭常和同事对煤粉预燃室燃烧器进行初步研究，这种燃烧器可以稳定煤粉炉膛内的火焰，大幅减少辅助燃油用量。徐旭常团队经过反复试验，发明了一款新型的煤粉预燃室燃烧器，并最终获得成功。

2 工程师 不跟随

对于徐旭常来说，煤粉预燃室燃烧器只是一个开始。发明了它，反而给徐旭常带来了更多困惑，原因在于，传统火焰稳定理论解释不了这款燃烧器的实际运行状态。

早年读书期间，徐旭常便非常重视对基础文化课的学习，毕业工作之后，对《燃烧学》理论的探究，更让他进一步认识到了基础理论研究的重要性，认为一个“纯粹”的工程师可能会因为缺乏理论指导而遭遇研究瓶颈。他经常告诫自己的学生，搞工程技术的，不能从杂志缝里找课题，必须从生产实践中去发现问题；同时，必须具备基础理论研究的意识和能力，这样才能对新技术有全面的认知与把握，不至于遇到问题时如瞎子摸象一般，靠碰运气的方式寻找解决办法。

因为对当时已有理论的解释不满意，徐旭常决定亲自演算。在实验基础上，他和团队尝试对预燃室中的煤粉燃烧过程进行数值计算，进一步分析燃烧设备中的稳燃因素。最终他们发现，使煤粉火焰稳定的原则应该是：让煤粉迅速进入燃烧室中的高温、有合适氧浓度的区域，并使煤粉和携带它的气体局部分离，形成局部集中的高煤粉浓度、高温和足够高氧浓度的着火有利区。据此，徐旭常提出了著名的“煤粉燃烧稳定性三高区原理”。

利用该原理，徐旭常成功解释了早期研究煤粉预燃室时遭遇的失败。如今，这一理论已经被国内外燃烧学界普遍接受，成为煤粉锅炉设计中的基础指导理论。

有了自己的理论作支撑，徐旭常研究燃烧器的底气更足了。他觉得煤粉预燃室燃烧器在稳定火焰方面还是不够理想，因此决定继续深挖。1984年左右，徐旭常开始在煤粉燃烧稳定性三高区原理指导下，研究新型煤粉燃烧器。

新型燃烧器因为形状和船有点像，被简称为“船型燃烧器”。这种燃烧器产生的特殊气流流动结构，让煤粉着火较快，燃烧过程中氮氧化物的生成和排放量显著减少，因而开创了国内既有良好煤粉燃烧效果又能减少氮氧化物排放的煤粉燃烧技术路径。

3 跨界人 不设限

进行燃煤污染物防治研究的同时，徐旭常关注到另外一个问题：石灰石—石膏湿法以其稳定、高效等优点成为世界上最成熟、应用最广泛的脱硫工艺，但这种工艺会产生大量副产物——脱硫石膏，其露天堆积不仅会占用大量的空间场地，还可能因为风吹而导致二次污染，该如何低成本地处置呢？

在1995年一次国际交流中，徐旭常了解到，东京大学定方正毅、松本聪等学者提出了利用脱硫石膏进行土壤改造的想法，当时中国还没有脱硫石膏，于是在我国东北取土样寄往东京做了盆钵试验，取得了良好效果。这让徐旭常非常兴奋，在人口众多的中国，扩大耕地面积是关乎国计民生的大事，如果能用脱硫石膏改良盐碱地，可谓是一举两得的好事。

从此，他的书架上又多了有关土壤和农业的书籍，通过进一步学习和了解，徐旭常提出了自己的想法：能否使用普通的农耕技术，将脱硫石膏播撒到广袤的盐碱地当中？为了实践这个想法，他不辞辛苦地奔波了近两年，最终找到内蒙古农业大学开展合作。1999年，他带着团队来到了内蒙古土默川旗托克托县伍什家乡毡匠营村，开始在多年荒芜的重度碱化土壤上进行大田试验，试验面积40亩。

据徐旭常的学生回忆，他每一次决定进入新领域时，都已经至少观察和思考了10年以上，他要么不出手，一旦出手，就说明信心比较充足。这次也不例外，施用脱硫石膏的当年，40亩试验田出苗率就达到了60%，秋后取得了丰产，第二、三年出苗率分别为80%和100%，产量也有了大幅度提高。当地农民见到改良后第一年的收成就惊讶地说：“这和用灌排法连续改良30年后达到的产量差不多。”

时至今日，徐旭常已故去多年，但我们可以看到，他曾经开创的很多教学和研究方向——燃烧学、煤的低氮氧化物燃烧和高效稳燃、燃煤污染物联合脱除、燃煤重金属污染防治以及碱化土壤改良等，都在由他的同事和年轻学者们独当一面。这一方面是因为他生前对后辈研究者进行了有意的培养，另一方面也取决于当初所选择的研究方向的生命力和延展力。

清华大学能源与动力工程系教授姚强认为，徐旭常做了一辈子科研工作，最大的特点就是把科研方向真正地跟国家需求紧密结合在了一起。当然，对于什么是国家需求，可能每个人都有不同的答案，但这个底层逻辑是不变的，现如今，徐旭常已经将它注入到了自己学生们的心灵深处。