徐旭常：我国著名热能工程专家

简介：徐旭常，热能工程专家。1932年11月29日出生，江苏省常州市人;1953年毕业于东北工学院(现在的东北大学);1956年毕业于清华大学研究生班;历任清华大学热能工程系教授，煤的高效低污染燃烧国家重点实验室、煤粉燃烧研究组组长，多年来一直从事热能工程、锅炉、燃烧及污染控制的工程技术研究和教学工作;1995年当选为中国工程院院士;1996年荣获何梁何利科技进步奖;2011年3月18日，因病医治无效在北京逝世，享年78岁。

徐旭常，热能工程专家，中国工程院院士。曾创立煤粉火焰稳定的三高区原理，两项新型煤粉燃烧技术获得了国家二等和三等发明奖，世界知识产权组织和专利局的发明创造金奖，国家级有突出贡献的中青年专家称号。还获得省、部、委级的奖励16项。近年来研究与煤燃烧有关的大气污染的治理，承担了国家科技攀登计划研究项目、国家重大基础研究973项目的研究，取得了重大成果。他编著了《燃烧学》、《沸腾燃烧锅炉》、《燃烧理论和燃烧设备》、《沸腾过程数值计算》和《燃烧技术手册》等专著，发表有影响的学术论文150多篇。

用徐旭常自己的话说，他一生只做了三件事：

第一件事——

涉足煤的燃烧提高煤的燃烧质量

多年以来，徐旭常一直在做环境问题，尤其是煤的燃烧和利用。这第一件事，就是要提高煤的燃烧质量。我们大多都没见过大型发电锅炉，它有30层楼那么高，一旦燃烧不稳定，发电厂立刻就会陷入瘫痪状态。徐旭常对自己所从事的专业极为关注与热爱。

徐旭常开始研究“旋流煤粉预燃室”的燃烧问题，就是一个国际性的难题。通常解决旋流燃烧不稳定的办法，是加大进风口旋流叶片的倾角，以增大燃烧室中气流的旋流强度，扩大中心回流区，使燃烧更强烈来提高燃烧温度。当时工厂中采用的进风口旋流叶片倾角很大，达到50°，旋流强度很大，预燃室气流的中心回流区也相当大，可是燃烧极不稳定。徐旭常和同事们大量实验得出的结论是：旋流煤粉预燃室不同于气体和雾状液体燃料的燃烧，要反其道而行之。经过多次试验研究证实：旋流叶片倾角减少到35°，甚至20°时，弱旋转的气流在煤粉预燃室的有限小空间中，仍是贴着内壁面运动，高温中心回流区并未大幅度缩小，有很好的燃烧稳定性，而且消除了煤粉结渣的不良后果。

于是，徐旭常发明了新型旋流煤粉预燃室。不仅如此，他还注意到预燃室气流中煤粉浓度的分布极不均匀，在高温中心回流区的边界上煤粉浓度很高，同时还有足够高的氧浓度，能保证煤粉气流稳定地着火。徐旭常认为这是能够普遍应用的新的气固两相流燃烧稳定性概念，提出了“煤粉燃烧稳定性三高区原理”——保持煤粉火焰稳定的要素是着火区要有局部的高浓度煤粉、高温和适当高的氧浓度。

在这一原理的指导下，徐旭常和同事们发明了“带船型火焰稳定器的煤粉燃烧器”。

这两项发明分别在1984年和1989年获国家发明三等奖和二等奖。当时曾大量推广应用，国家每年从中获得经济效益3亿元之多。

然而，煤燃烧后的污染也随之而来，徐旭常又开始带头攻克这个难题。

他认为：煤燃烧对环境的污染，主要有三大类：一是二氧化硫，二是氮氧化合物，还有可吸入颗粒物。如今在煤燃烧污染控制方面，由清华大学热能工程系教授承担了三个国家重大基础研究“973”课题，均由这个系的教授担任首席科学家。

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远没有解决。据悉，这个难题世界各国都还没有掌握好。

我国燃煤污染问题在国际上最为严重，因为限于我国能源资源的配置，烧煤量是世界上最多的，烧煤的含灰量也是世界上最多的。目前的除尘率虽已达到99.7%，但未脱除的0.3%就是可吸入颗粒物，依然严重地危害着人民的健康。可吸入颗粒物的危害不可小视，它接近于抽烟的危害，而且是被动吸入，它就存在于空气之中。已经生病住院的徐旭常对此还是非常关注。

第二件事——

大胆变废为宝做真正的循环经济

煤的燃烧会出现二氧化硫。利用烟气脱硫的方法处理二氧化硫后会得到另一种废弃物，这就是脱硫石膏。我国每年的脱硫石膏大约有2600万吨，能抵得上好几座大山啊!由于脱硫石膏含水、含灰量较大，再次利用的可能性较差，而脱硫石膏的不断堆积又会越来越多地占用有限的土地资源。

作为一名热能工程专家，徐旭常开始对此关注，决心抓好第二件大事——变废为宝，践行循环经济。1996年，徐旭常的两个日本朋友将脱硫后的副产品用来改变碱性土壤收到很好的实验室效果，知道这个消息的徐旭常从中得到了启发，有了一个变废为宝、一举两得的绝妙构想，从那以后，徐旭常大胆捧起了自己专业之外的土壤改良学的课本，开始了崭新的研究工作……

在与日本东京大学定方正毅教授、松本聪教授，内蒙古农业大学乌力更、李跃进教授等合作中，率先利用脱硫石膏，做了盆钵试验得到初步的效果后，徐旭常带着自己的团队，开始对我国基本不长任何作物的大面积碱化土壤做改良，进行了大田实验。1999年初秋，内蒙古土默川平原上的托克托县，40亩世代寸草不生的盐碱地长出了颗粒饱满的玉米;第一年(2001年)种植饲料玉米，施用区平均出苗率为67.3%，生物产量平均为每亩2869公斤;第二、三年出苗率达80%，产量已达当地丰产田的要求。改良规模从开始种植农作物40亩起逐步扩大，2007年就达到4万亩以上，2009年达到12万亩;并在荒地上试验植树60亩。改良的土壤几乎涵盖了中国所有的碱化土壤类型，实施范围已经覆盖内蒙古、宁夏、黑龙江、辽宁、吉林、新疆等北方有碱化土地的大部分省区。

那些荒地，几百年甚至几千年来，从来不能种庄稼，最多长了些碱蓬、碱蒿和狼毒等耐土壤强碱的植物。用脱硫石膏撒上去以后，当年农作物就丰产了，很神奇。种的作物有玉米、水稻、向日葵、苜蓿、葡萄、枸杞和甜高梁等，还有各种北方树木。令当地农民惊喜不已。

徐旭常对这项工作的意义有深刻的了解：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份。而碱地的特点是土地板结，不透水，因而即使浇再多的水也根本没法洗掉地里的碱份。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。不过，脱硫石膏里边含有少量的碱性石灰、粉煤灰，有极微量的重金属，我们原来一直担心这些东西尤其是重金属会对盐碱地有什么影响。现在，最令人欣慰的是，根据检测表明改良后的土地重金属的含量还少于原来的碱地。

显然，以脱硫石膏来改良碱地是一条可行的循环经济之路。中国有1亿亩碱地，设想一下，这项工程所能带来的经济与社会效益，该是多么可观啊!

第三件事——

科学基础研究严谨与创新永不分

燃烧着的旋流煤粉预燃室锅炉前，徐旭常带着学生目不转睛地观测着。突然，半米厚的炉墙说炸就炸裂了，可教授带着他的学生们却没有半丝慌乱，镇定地寻找问题所在。这样的场景，在徐旭常的职业生涯里并不为奇。

“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，连问题出在哪儿都没全搞清，何谈解决问题?做基础研究，细致严谨是必不可少的。”徐旭常丝毫不觉得自己曾面临的危险，淡然得就好象他早晨起来洗脸刷牙一般。

徐旭常认为：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。但是要防止弄虚作假、抄袭等学术腐败，在这一点上应发扬清华的优良传统。

徐旭常的过人之处在于，一个跟农业毫不搭界的科学家，能敏锐地捕捉到机遇所在，大胆地与农学院进行合作，走上了一条循环经济的道路。这一创新意识与胆略不能不令人钦佩。而且，徐旭常的团队采用的是普通的农业综合措施，先洒上脱硫石膏，把碱地耕一遍、耙一遍的方法，然后不用浇上过多的水，只是满足农作物生长需要。可行性强、经济效益大大提高。

徐旭常的学生们经常拿着上千件样品，到国家权威机构农业科学院检测中心去做检测，清华就有这个能力进行测试，但是徐旭常认为一定得拿到国家权威机构，这样出来的数据才有说服力。现在我国宁夏的葡萄酒开始出名了，用脱硫石膏改良过的碱地种葡萄，长得特别好。而且，改良后的碱地第二年、第三年的作物生长得会更好。徐旭常对此并没有满足，他认为要继续做的事是：要找出农作物生长得好、重金属含量略有降低、农业用水量可以比灌溉法大幅减少的机理，知其然还要知其所以然，这是需要继续努力的方向。绝不能说我们对碱地的改良已经大功告成。

目前，脱硫石膏来改良碱地已得到国家发改委的高度重视。为此，清华大学也成立了碱化土壤改良和荒漠化治理工程研究中心。徐旭常生病住院期间，依然忙着很多他要忙的事。他的老伴儿说：“他呀，年轻的时候老是住在学校集体宿舍，尽顾着工作，住院前还经常出差，这回生了病算老实点儿，也只有这个时候我才可以好好陪陪他。”