項目摘得2017年度國家科技進步獎一等獎——

清華大學(xué)呂俊復(fù)團隊的科研“真經(jīng)”

光明日報記者 鄧暉

1月18日下午，清華大學(xué)主樓接待廳,，偌大的會場里坐滿了科研“牛人”,。

這是清華首次舉行的年度科研創(chuàng)新交流會。第一個登臺交流的,，就是該校能源與動力工程系教授呂俊復(fù),。一張薄薄的A4紙，短短五六分鐘,，呂俊復(fù)闡述了他近三十年的科研心得：一,、工科科研要面向國家經(jīng)濟建設(shè)的重大需求，引領(lǐng)國際而不是跟蹤跟隨,；二,、應(yīng)用研究要聚焦于技術(shù)創(chuàng)新，服務(wù)于整個行業(yè),；三,、重大項目研究需要長期、持續(xù)付出,，“冷板凳”可能會一坐多年,。

而在不久前的2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上,，正是這位衣著簡樸、話語平實的學(xué)者,，憑借上述科研“真經(jīng)”,，帶領(lǐng)團隊以“600兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)開發(fā)、研制與工程示范”項目摘得了國家科技進步獎一等獎,。

這個世界上容量最大,、參數(shù)最高的循環(huán)流化床鍋爐，解決了我國劣質(zhì)燃料的高效清潔利用問題,，被國際能源組織認定為國際循環(huán)流化床燃燒技術(shù)發(fā)展的標志性事件,，代表了超臨界循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)研發(fā)中心從歐美轉(zhuǎn)向了中國。

四川白馬超臨界循環(huán)流化床示范電站 清華大學(xué)供圖

向每年8億噸劣質(zhì)煤發(fā)起沖擊

很多人都用過鍋爐,。但超臨界循環(huán)流化床鍋爐,，對中國到底意味著什么？

我國是燃煤大國,，一次能源將近70％來自煤炭,，而這個局面在相當(dāng)長的歷史階段無法根本改變，劣質(zhì)煤高效清潔規(guī)?；?jīng)濟利用十分迫切,。循環(huán)流化床技術(shù)正是潔凈煤燃燒技術(shù)的一種，把化工里的流態(tài)化技術(shù)轉(zhuǎn)移到燃燒領(lǐng)域使用,。

呂俊復(fù)（后排右2）在指導(dǎo)學(xué)生 清華大學(xué)供圖

“好燒的煤不會用到循環(huán)流化床鍋爐,，這一技術(shù)主要就是針對劣質(zhì)煤的?！眳慰?fù)給記者算了一筆賬,，每年我國大概有8億噸劣質(zhì)燃料。燒,，如果技術(shù)不過關(guān),，就會產(chǎn)生大量環(huán)境污染；不燒,，不僅會造成巨大的資源浪費,，即便任其堆放也會造成環(huán)境問題?！把h(huán)流化床燃燒具有燃料適應(yīng)性強,、污染控制成本低、深度調(diào)峰能力好的優(yōu)點,，一臺600兆瓦年每年可節(jié)約燃料成本5400萬元人民幣,，是占煤炭總量30%的劣質(zhì)煤清潔利用的最佳選擇。”呂俊復(fù)說,。

呂俊復(fù) 清華大學(xué)供圖

一直以來,，清華大學(xué)就是我國流化床燃燒技術(shù)開發(fā)的先行者。自20世紀80年代起,，清華大學(xué)團隊便緊跟國際發(fā)展前沿,，致力于循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的自主研究。在科研工作者的不懈努力下,，一系列由清華自主研究的技術(shù)與成果相繼推出,，至21世紀初期，以清華為代表的中國循環(huán)流化床燃燒技術(shù)逐漸從“學(xué)生角色”轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁?。其中的代表性成果,，系列亞臨界及以下參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐的成功運行，標志著中國循環(huán)流化床技術(shù)成為世界引領(lǐng)者,。

“當(dāng)我們走到了世界前列,，發(fā)展方向就成為必須考慮的問題?！眳慰?fù)告訴記者，針對循環(huán)流化床燃燒在污染控制上的優(yōu)勢及其在發(fā)電效率上進一步提高,，20世紀末,，清華便開始了對更高效率、更少污染,、更能滿足我國新時期市場需求的超臨界循環(huán)流化床鍋爐的探索,。

此時，世界上并無先例,，所有可參考的資料只有4篇國際論文,。事實上，當(dāng)最后研究獲得成功發(fā)現(xiàn),，這4篇論文所涉及的假設(shè)條件也幾乎都是錯誤的,。

但擺在眼前的卻是重重難關(guān)——爐膛高度超過40米之上氣固流動行為會怎么樣？爐內(nèi)的流動對管內(nèi)超臨界水的傳熱有什么影響,？管內(nèi)超臨界水強制流動安全性條件是什么,？

從2000年開始，呂俊復(fù)帶領(lǐng)團隊,，針對關(guān)鍵技術(shù)體系中的問題逐一研究,。經(jīng)過十幾年不懈的自主開發(fā)，團隊將循環(huán)流化床的認識從一維發(fā)展到三維,、從靜態(tài)發(fā)展到動態(tài),，完整地揭示了超臨界循環(huán)流化床鍋爐原理，在國際上首次建立了超臨界循環(huán)流化床鍋爐整套設(shè)計理論和計算模型,，創(chuàng)新形成了超臨界循環(huán)流化床鍋爐關(guān)鍵技術(shù)體系,。

“我們徹底弄清楚了整個超臨界循環(huán)流化床鍋爐的工作原理和技術(shù)脈絡(luò),。”呂俊復(fù)介紹,，項目相關(guān)成果獲授權(quán)發(fā)明專利33項,、實用新型70項、軟件著作權(quán)6項,，發(fā)表論文234篇,，被廣泛推廣使用，解決了我國劣質(zhì)煤的高效清潔利用問題,，被鑒定認為“完全自主開發(fā),，關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新性顯著，研究成果達到國際領(lǐng)先水平”,。也正是由于徹底掌握了技術(shù)原理,，后續(xù)自如地開發(fā)了各種超臨界循環(huán)流化床鍋爐均獲得成功。

從實驗室迅速走向工程示范的優(yōu)秀樣本

呂俊復(fù)一直強調(diào),，成績并不屬于他個人,，而是屬于所有參與這個項目的人們，他們也作出了重要貢獻,，盡管獲獎名單中沒有出現(xiàn)所有參加人的名字,。

他的團隊是一個典型的“國家隊”——跨行業(yè),、跨部門,、全國性，云集了東鍋,、神華集團等國內(nèi)主要的循環(huán)流化床鍋爐研究優(yōu)勢單位,。在呂俊復(fù)看來,，正是在這支產(chǎn)學(xué)研用團隊的支持下，項目才能夠平穩(wěn)推進,，保障了創(chuàng)新技術(shù)從實驗室迅速走向工程示范,。

“我們懂工程師的語言，了解企業(yè)的需求,，企業(yè)信任我們,，愿意和我們共同承擔(dān)工程開發(fā)的風(fēng)險?！倍嗄甑目蒲泄灾米寘慰?fù)深深地體會到,，作為高校的研究人員，必須了解工程實際,，與企業(yè)密切合作,，善于把理論知識與工程實際結(jié)合起來，才能解決工程實際中的困難問題。

相對于獎項本身,，呂俊復(fù)關(guān)注更多的是項目成果的應(yīng)用情況,，希望成果能在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮更多作用。

如今,，600兆瓦的四川白馬超臨界循環(huán)流化床示范電站已經(jīng)建成投運,。此后，國際上的超臨界循環(huán)流化床鍋爐全部為中國中標,，并正在輻射眾多“一帶一路”沿線國家,，而國內(nèi)則已收到80多臺訂單。

“我們技術(shù)的全球市場占有率超過95%,，還有越來越多的國家找我們談,。”呂俊復(fù)介紹,，超臨界循環(huán)流化床鍋爐適用于絕大多數(shù)主要能源依賴于燃煤的國家,，“面對我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排等新政策要求,，以及世界能源利用的新機遇,，作為行業(yè)領(lǐng)跑者，我們將瞄準世界科技前沿,，以創(chuàng)新實力為世界劣質(zhì)煤的清潔高效利用貢獻更多智慧,。”

科研工作要始終保有初心

相比于談起項目時的滔滔不絕,，說起自己，呂俊復(fù)卻有些詞窮,。

這個與煤打了一輩子交道的人,，家里沒電視，連兒子都說他“無聊”,；沒啥愛好,，“最大的愛好是抽煙，現(xiàn)在也戒了”,。只要不出差,，他每天八點必定雷打不動地坐在實驗室里，因為也不知道“還有什么地方可去”,。

這樣一個人,，會怎樣總結(jié)自己團隊成功的秘訣？

呂俊復(fù)說,，是要始終保有初心——科學(xué)研究必須服務(wù)國家重大需求：“工科的科研具有明顯的應(yīng)用特點,，研究面向國家經(jīng)濟建設(shè)的重大需求，立足于國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場和行業(yè)主流，利于形成大成果,。在此過程中提煉科學(xué)問題進行基礎(chǔ)研究,，既要體現(xiàn)高校研究的學(xué)術(shù)高度，又要注重原創(chuàng)性,，在學(xué)術(shù)上引領(lǐng)國際而不是跟從,。這些來自實踐需求的基礎(chǔ)研究，必然會成為研究熱點,?！?/p>

他同時堅持的是，科研工作者不能太功利：“也許堅守‘君子固窮’的想法,，可能更加利于研究深入,、大成果的形成。對于動力這樣的傳統(tǒng)學(xué)科,，大成果需要與大企業(yè)深入緊密合作,，若能將經(jīng)濟利益看淡一些，把焦點聚集于技術(shù)方面,，技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新會更順利,，也能贏得行業(yè)的尊重，使我們的研究服務(wù)于行業(yè),，而不是某一個或某幾個企業(yè),，最終引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展?！?/p>

此外,，還要做好把“冷板凳”坐穿的準備：“市場是工科研究水平評價的最高形式，必要的文章發(fā)表是必需的,，但不必過于關(guān)注文章的引用,，引用不完全體現(xiàn)在文章上，更多的是一座座建立在世界各處的工程,。少一分急功近利,，多一分踏踏實實，堅持不懈并樂此不疲,，是必要的,。”

如今,，榮譽在身,，呂俊復(fù)依然覺得時不我待。

他接下來的重點工作有兩個：一是進行更高效率,、更低排放的660兆瓦超超臨界循環(huán)流化床鍋爐的研究開發(fā),，攻克原始超低排放的難題,，“不再走先生成污染再治理的老路”；二是從事油田注汽鍋爐的科研攻堅,，這是國家的另一重大需求,。“我愿做一名‘攀登者’,，用科研成果為祖國發(fā)展作出貢獻,。”呂俊復(fù)說,。

《光明日報》（ 2018年01月22日 11版）