始終與黨和國家的發展同向同行

——記第九屆顧毓琇電機工程獎獲得者危師讓先生

危師讓,1940年出生,西安熱工研究院原副總工程師,曾擔任西安交通大學兼職教授、博士生導師,中國電機工程學會理事、常務理事、學術委員會委員、專委會主任等職務。2011年當選中國電機工程學會首批會士。危師讓長期從事大型汽輪機、燃氣輪機和常規聯合循環、IGCC等發電技術的研究及工程應用工作,在清潔高效發電技術,特別是高效節能技術、老機組改造技術、煤氣化技術和IGCC發電流程設計和優化等方面作出了突出貢獻。曾榮獲1978年全 國科學大會獎2項,省部級科學技術獎10項,獲授權專利3項,發表論文120多篇。1993年起享受國務院政府特殊津貼,曾榮獲“九五”國家重點科技攻關計劃先進個人、國家電力公司系統勞動模范等榮譽稱號。

胸懷大局,兩次“西遷”無怨無悔

1940 年,危師讓出生于江西的一戶書香門第。他在江西省樟樹中學完成了初中和高中學業。受家庭環境的影響,危師讓從小就喜歡讀書,而且非常熱衷于閱讀國外的文學作品。在學校里,危師讓還特別喜歡做數學難題,回憶起當時經常演算習題的《范氏大代數》《幾何習題集》等課外讀物,耄耋之年的他,臉上仍流露出興奮的神情。由于危師讓讀了很多課外書,并經常參加理科競賽,所以他從小就是一名文理兼修的優等生。后來與他相處多年的同事證實,危師讓的身上既有嚴謹務實的科研精神,又有浪漫細膩的文藝特質。

1957年,危師讓考上了交通大學動力系,這也是交大“西遷”后招收的第一屆本科生。危師讓回憶起當年上大學時的情景,感慨地說:“當時,我對動力專業并不了解。如果我報考的是造船專業,就會在上海求學了。但我還是認為我做出了無悔的、正確的選擇。”而這一最初的選擇恰恰為危師讓與西安的不解之緣埋下了伏筆。

來到交大后,當時的辦學條件非常艱苦,全校師生大會只能在用竹竿建造的被稱為“草棚大禮堂”的臨時建筑里舉行。雖然條件差,但師資隊伍卻很優秀。張鴻副校長等一些著名教授都親自給本科生授課,他們不僅傳播知識,還為學生們傳授科學思維和學習方法。危師讓被這里良好的學風深深鼓舞,他一心想著學習,毫不畏懼當時的艱苦條件,即使在“三年困難時期”,他也始終保持著高漲的求學熱情。

1962年本科畢業后,危師讓有幸考取了陳大燮教授的四年制研究生。當時,僅有少數幾所大學可以招收研究生,而且招生人數很少。危師讓這一屆全校僅招收了15名研究生。他的研究方向是動力循環分析。陳教授是我國熱力工程學界的先驅,畢生從事熱力工程學科的教學與研究工作,對我國熱力工程學科的創建發揮了重要的推動作用。陳教授不僅學識淵博,而且德高望重,曾受到周恩來總理的接見。在陳教授的指導下,危師讓用手搖計算器進行計算開展了蒸汽燃氣聯合循環研究。在讀研究生期間,他的研究成果充實了導師提出的X循環計算方法,其結果被寫入陳教授的《動力循環分析》專著。

母校與導師的培養,不僅為危師讓打下了堅實的專業基礎,還培養了他對動力事業的熱愛和嚴謹的科學精神。陳大燮、鐘兆琳等老一輩科學家的言傳身教,以及他們的高尚品德與情操也同樣感染和教育了危師讓,讓他受益終生。

1966年6月,危師讓研究生畢業后接到分配工作的通知,讓他到電力科學研究院報到。通知就是號令,那個年代有一句耳熟能詳的口號:“黨讓我們去哪里,我們背上行囊就去哪里!”他立即收拾行李北上。到北京后,人事處的同志告訴危師讓,他被分配到電科院系統的熱工研究所,而熱工研究所支援三線建設,1965 年剛剛搬遷到西安。其實,從西安交大到西安熱工研究所,沿著興慶路,步行只需要半個小時,而危師讓的這次報到卻兜了一個大圈子,花了近7天的時間,行程2000多公里,從西安出發又回到了西安。每當講起這段往事,危師讓總是笑稱,他求學時交大“西遷”,他工作時熱工所“西遷”,西安是他的“福地”,是他電力“科技報國夢”開始的地方,也是他圓夢的地方。在長期的工作中,危師讓將推動電力行業技術進步,實現“科技報國夢”作為他永不懈怠的追求。

半個世紀以來,他始終堅定“與黨和國家同呼吸共命運”的崇高信念,牢記“服從國家安排,以集體利益為重”的責任擔當, 投身扎根祖國西北,傳承和弘揚“胸懷大局、無私奉獻、弘揚傳統、艱苦創業”的“西遷精神”,為電力科技進步和西部建設奉獻智慧和力量。

同向同行,服務國家發展戰略

來到西安熱工所后,他瞄準前沿技術,潛心鉆研,憑借學生時代養成的系統思維和大局觀,緊跟國家發展戰略,確定課題和研究方向,一干就是50多年,見證和參與了我國電力工業的發展歷程。在50多年的工作中,危師讓發表論文120多篇,累計獲得2項全國科學大會獎和10項省部級科技獎,其中大多是首創性和填補國內空白的重要成果。

危師讓到西安熱工所承擔的第一個項目是蒸汽燃氣聯合循環試驗電站研究,他負責將燃氣輪機由燃油改造為燃用天然氣。由于他在讀研究生期間學習和研究過聯合循環,所以很快就能獨立承擔項目的研究工作,提出了改造設計方案,并在成都熱電廠進行了改造后的燃燒室試驗研究。試驗證明,他所做的改造設計非常成功。他還參加了聯合循環裝置的變工況計算。這項計算需要 借助計算機來完成,而當時國內擁有計算機的單位還很少,西安熱工所當時也沒有計算機,他和同事們就去電力建設科學技術研究所一邊學習如何使用計算機,一邊進行計算。由于危師讓對整個聯合循環系統比較熟悉,他提出了一種迭代計算的方法。在大家的共同努力下,圓滿完成了變工況計算和分析任務,于1968年3 月提出了技術報告,所得到的研究結果對改進系統設計和運行具有一定的參考價值。

當年熱工所的老同事一提起危師讓,都贊嘆他是“計算機腦袋”,反應快、記性好,思維超前。作為初出茅廬的“學生娃”,他能吃苦、肯吃苦,多次乘坐綠皮火車輾轉在成都和西安之間,有時工作任務緊急時只能買到站票,他就一站到底。付出汗水總會有收獲,危師讓作為主要工作人員參加的蒸汽燃氣聯合循環試驗電站項目,獲得了1978年全國科學大會獎。

當時,危師讓每年要到現場出差一二百天。回憶起過去忙碌的日子,在他的言談中總流露出對愛人的感激之情和對家人的愧疚。抱著“到現場就一定要解決問題”的堅定信念,克服了各種困難,危師讓突破了一系列科研難題。

1972至1974年,危師讓參與原北京五零七電廠(現北京京豐熱電有限責任公司)4號和5號燃氣輪機的調試。這兩臺由英國JBE 公司生產的機組在投產運行2000多小時后第一級動葉片發生了明顯損壞,運行4000多小時后則發生嚴重損壞。在分析事故原因時,各方意見分歧很大,有人認為是機械損傷,有人認為是高溫燒損等造成的損壞。危師讓翻閱了大量國外資料,并根據葉片損壞特征、葉片材料和運行參數,以及燃料和空氣品質等,對第一級動葉片損壞原因進行了細致分析,判斷出高溫腐蝕是造成事故的原因。后來,中科院沈陽金屬所對事故葉片進行了檢測和分析,證實了他提出的診斷。對此,危師讓還提出了防止高溫腐蝕的措施,并指出國外制造商在材料使用方面的錯誤。這是國內第一次發現燃氣輪機葉片的高溫腐蝕。

20世紀70年代后期,危師讓主持承擔了“膠球清洗裝置”的研發及推廣,顯著提高了汽輪機冷端性能,取得了良好的經濟和社會效益。由于當時國內相關資料有限,他就利用項目合作的便利條件,一頭扎進西安交大圖書館查閱大量國內外資料,白天查資料、晚上做設計,廢寢忘食,這種癡迷專注的勁頭讓人敬佩。

功夫不負有心人。通過分析設備和流程,研究關鍵技術,危師讓設計出一整套膠球清洗裝置,在吳涇熱電廠冒著風險進行了大量現場試驗。他和團隊一起進行了小型試驗以觀察設備內的水流情況,還在125兆瓦機組上安裝了有機玻璃收球網進行試驗。他利用停機的機會,不顧悶熱和難聞的氣味,鉆進設備內部觀察膠球的沉積、堵塞或雜物的清洗和沉積情況,最終掌握了關鍵技術和設計方法。

膠球清洗裝置成為他在行業中的“成名之作”,也成為西安熱工院(西安熱工所1994年因部委改制更名)探索產業化的成功試點。熱工院從前期技術研發、中期現場試驗到后期的市場推廣,逐步建立了一條完整的產業結構鏈,膠球清洗裝置在全國范圍內累計推廣超過800臺(套),還有產品出口國外,每年節約標準煤超過百萬噸,取得了巨大的經濟效益。由于膠球清洗技術的研發推廣非常成功,更新升級一直持續了十幾年。在收獲成果的重要時刻,危師讓又開始了新的技術攻關。他先后完成兩項老機組改造項目,又開始對整體煤氣化聯合循環發電技術進行研究。

1994年,危師讓負責一項國家“八五”科技攻關計劃專題——IGCC示范項目可行性研究。當年9月,我國發布《中國21世紀議程》白皮書,開始實施可持續發展戰略。他敏銳地認識到這一戰略的重大意義,立即采用可持續發展戰略為指導思想,撰寫專題總報告,比較充分地論述了發展IGCC技術的可行性。此后,他把自己研究工作的重點轉向包括IGCC在內的潔凈煤發電技術, 以更好地為國家發展戰略服務。后來,他又積極推進天然氣發電技術的研究和應用,優化能源結構,減少CO2的排放。

危師讓是個閑不住的人,每當他攻克一項技術問題,就馬上把目標轉移到另外一項更新的技術上去。據熟悉他的老同事介紹,危師讓經常說:“知識分子沒有閑下來的時候,無論是工作還是休息,思維都是活躍的,始終在鉆研思考專業問題, 這樣的習慣我一直保持到現在。”他是這么說的,也是這么做的。他前進的腳步一直沒有停歇,至今還密切關注著綠色高效清潔能源的研究。

耐得寂寞,攻堅克難樂于奉獻

在改革開放初期,危師讓一舉考取到美國加利福尼亞大學戴維斯分校訪問進修的名額。“外面的世界很精彩”,他看到和學到了新的科學技術成果,開闊了思路和視野。他和W.H.Warren教授進行了兩年的合作研究,采用數值計算和實驗研究方法,研究 GTA焊接過程中的傳熱問題。其研究成果在國際國內學術會議以及學術期刊上發表。

針對國內火電機組汽輪機由于進水、進冷蒸汽造成彎軸、動靜碰磨等事故,積極開展汽輪機防進水研究。作為主要技術負責人,他汲取國外先進技術經驗,對美國國家標準《防止水對發電用汽輪機造成損壞的導則》進行了深入研究,并結合國內機組特點,組織提出了主體的設計思路,以山東辛店電廠作為試點,把汽輪機疏水管道系統的合理布置作為關鍵,在現場開展了大量試驗研究,組織提出了有針對性的解決方案,改造工程非常成功,提高了汽輪機運行的安全性。在此基礎上, 制定了國內第一部《火力發電廠汽輪機防進水和冷蒸汽的導則》,該導則一直沿用至今,對國內新機組建設和老機組改造發揮了極大的作用,大大提高了火電機組的可靠性。

20世紀80年代,由于國內燃煤電站汽輪機設計年代早、技術落后,普遍存在經濟性差、煤耗高、消耗能源多等問題。對此,聯合國開發計劃署立項,無償提供資金進行“中國20萬千瓦火力發電機組現代化改造”。最初,項目確定的技術路線是由國際先進的汽輪機制造商承擔改造,國內由西安熱工院和制造廠參加,學習先進的汽輪機改造技術,示范機組成功后再推廣應用。但在項目執行初期,由于國際招標不成功,項目執行陷入困境。作為項目承擔部門的負責人,危師讓積極與上級和國際組織溝通,代表熱工院大膽地提出了新的技術路線,由國內汽輪機制造廠和熱工院承擔改造工作,國外先進制造商和電力研究機構提供技術咨詢。西安熱工研究院會同東方汽輪機廠采用光滑子午通道、三元流等技術對三排汽20萬千瓦等級汽輪機低壓缸進行技術改造,圓滿完成了改造項目,得到了聯合國開發計劃署的高度認可,并榮獲1996年電力部科學技術獎。

危師讓常說:“要耐得住寂寞,有一些研究需要幾代人攻關,哪怕是基礎性工作也要做好,為以后發展奠定很好的基礎。”值得欣慰的是,危師讓在這種信念的支持下,每一項工作都取得了新成果。

1994年,他負責完成了國家“八五”重點科技攻關計劃專題,制定了IGCC示范電站初步技術方案。后來,他又負責國家“九五”重點科技攻關計劃項目——“IGCC 關鍵技術”研究,設置了5個課題,17個專題,幾乎涉及IGCC 各主要方面的技術內容,包括西安熱工院、清華大學、西安交大、中科院工程熱物理研究所等17個單位參加了這一攻關項目。通過這一項目和上述“八五”專題研究將我國IGCC技術提升到一個新的水平,并為我國 IGCC電站提供了技術支撐。后來,他又負責或作為主要工作人員完成了有關IGCC的國家973和863課題以及華能集團公司研究課題等。他指導的3名博士生也都致力于IGCC的研究。他在IGCC電站初步技術方案和工藝選擇、IGCC熱力系統模擬分析和優化、煤氣化和煤氣高溫凈化、機組運行技術、不同燃煤聯合循環的分析與比較等方面都取得重要成果,還合作發明了兩段式干煤粉加壓氣化技術。其中,部分成果已應用于天津IGCC電站。

1998年,為了保證高質量完成國家科研項目,在西安熱工院領導的支持下,該院組建了一個新的研究部門——聯合循環研究中心,專門從事IGCC等新技術的研究,危師讓任第一任主任。過去,西安熱工研究院在IGCC研究方面基礎非常薄弱,但是經過國家科技攻關項目等科技項目的研究,不僅研究出了成果,還培養了人才,現已成為我國研究IGCC等先進技術的重要力量。他作為研究團隊第一代領頭人和開拓者,耐得住寂寞,帶領團隊扎扎實實進行基礎研究和工程研究,為以后的發展打下了堅實的基礎。經過團隊兩代人的研究和攻關,終于建成了具有自主知識產權、高水平的華能天津IGCC電站。目前世界上只有少數幾個發達國家才有能力和水平建設大容量的IGCC電站。

在承擔一系列科研任務的同時,危師讓曾任中國電機工程學會常務理事、理事、學術委員會委員、專業委員會主任等職務,為學會管理、 學術交流、科學普及等做了大量工作。2011年,危師讓當選中國電機工程學會首批會士。

本著對專業工作的執著與熱愛,除了做研究、做導師,寫報告、寫論文,危師讓還憑借深厚的學術積淀,積極承擔多種著名學術期刊、學術專著的編審和行業標準的編制等工作。

2007至2011年間,已退休7年的他毅然擔任起在電機工程領域首屈一指的《中國電機工程學報》副主編、常務副主編一職。他對每期刊物的審定都非常細致認真,連每一個標點符號都仔細推敲。有一篇文章,他發現問題很多,但研究成果很好,于是花費大半年的時間與作者多次溝通,幾經修改,幾乎相當于重寫,最終得以刊發。危師讓還利用做科研項目時結識的院士、專家,積極為《學報》組稿、審稿。由于每期《學報》要刊發約20篇文章,他都堅持逐字逐句地修改,工作量相當大,5年下來,當時已經71歲的危師讓感覺自己的眼睛吃不消了,但他對此沒有絲毫怨言,而是滿足地認為:“這樣做下來,對自己也有好處,專業面擴大很多。”除此之外,他還先后擔任中文、科技雙核心期刊《熱力發電》的副主編、主編長達10年之久;擔任《中國電力百科全書》(第二、三版)火力發電卷的“潔凈煤發電技術”分支主編,補充了更多關于二氧化碳捕集利用和封存的內容,把采用先進污染物控制技術的超臨界參數發電技術也列入其中。他還和全組成員一起完成《動力與電氣工程學科發展報告》中“清潔高效燃煤發電技術及先進環保技術”的專題報告編寫以及多部專著的編審工作,還倡導和推動技術的標準化,主持了多項行業標準的制修訂工作。

2003年,他開始擔任國家燃氣輪機電站建設和技術轉讓項目專家組成員。經過8年多的工作,招標確定和建設了2500多萬千瓦容量的燃氣輪機和聯合循環機組, 顯著增加了天然氣發電的比例,不僅增加了容量,而且減少二氧化碳的排放。他在確定投標方和技術轉讓方資格, 促進設備本地化和完成招標工作等方面作出了重要貢獻。

50多年來,以危師讓為代表的老一輩科技工作者,見證和創造了新中國電力行業發展的無數個第一次,從10萬千瓦、20萬千瓦、30萬千瓦、60萬千瓦到百萬千瓦,從國產到進口的第一臺機組,他們都曾經參與其中。作為背后的“無名英雄”,他們攻克了一個又一個技術難關,制定了一項又一項技術標準,從小到大,從低到高,從簡單到復雜,所取得的成績記錄了我國電力技術進步的軌跡。

圖為危師讓與夫人在美國 IEEE PES 年度頒獎典禮上與顧毓琇的孫女顧宜音(中)合影

培養人才,細微之處言傳身教

危師讓非常重視知識傳播和人才培養。早在20世紀80年代,他就率先提出要在西安熱工研究院建立博士群體, 并推薦了多位年輕人去攻讀博士學位。他發揚“傳幫帶”的優良傳統,把自己畢生所學毫無保留地傳授給年輕人。他還擔任西安交通大學兼職教授、博士生導師,培養的3名博士生如今都已成為所在研究院所或公司的中高層領導或技術骨干。他是學生和徒弟們的良師益友,也是發現人才苗子和培養科技人才的伯樂。

時任電力部部長史大楨曾給予西安熱工研究院“有口皆碑”的贊譽。而危師讓正是愛崗敬業、敢為人先、迎難而上工作作風的表率。他說:“熱工院人始終有一種為電力工業服務的精神,有些東西不需要講大道理, 而是通過每一個細節和言傳身教, 自然而然就傳承下來,就像人的基因一樣。”

2008 年起,從國外進口的某型號重型燃氣輪機,陸續發生多起壓氣機葉片斷裂,并導致燃氣輪機損壞的重大故障。危師讓從一開始就十分關注,隨時了解項目進展并給予必要的指導。

2011年4月,當完成第五起故障分析時,危師讓焦急地找到項目負責人,也是他的學生肖俊峰,對他說:“小肖,這幾起燃機的故障,維修費用少則六七千萬,多則上億,每起故障都給電廠和國家造成了很大的經濟損失,你們得想想辦法啊!”他告誡地表示,不能孤立地完成一個一個電廠委托的故障原因分析就了事,應該對各起故障之間的相似性和規律性,進行認真的研究和總結,提出應對的技術措施和策略,有必要也有義務及時將研究結果向行業內通報,讓裝有同樣機型的電廠能及時采取防范措施,最大限度避免同類故障的發生,并對國外的燃氣輪機制造商造成壓力,促使他們早日解決設備的設計問題,彌補或減少發電企業的損失。這不僅是熱工院的義務,更是責任和使命。

一個月后,在危師讓的堅持和支持下,中國電機工程學會火電分會組織召開了研討會,向全國13個裝有該型號燃氣輪機的發電企業通報了分析結果,并提出了故障防范技術措施和故障處理應對策略。危師讓全程參與了這項工作并協助精心修改審核會議材料。這項工作對天然氣發電企業加強設備日常監督,盡早發現設備部件缺陷,避免造成更大故障損壞,起到了極為有效的作用,并形成了相當大的壓力,迫使國外燃氣輪機制造商大幅度降低設備發生故障后的維修費用。

2012年1月底,國家有關部委為了加快推動能源領域重大裝備技術的發展,向各能源企業發出征集關于重型燃氣輪機重大科技專項建議的通知。作為華能集團下屬科研單位,西安熱工院承擔了華能集團相關建議匯報材料的起草工作。一天早上剛上班,危師讓就帶著嚴肅凝重的神情找到他的學生肖俊峰,“小肖,我想跟你討論一下這份匯報材料。”他拿出寫著密密麻麻修改意見和批注的材料,逐條討論具體的修改意見。其中,材料提到:“在燃氣輪機某項技術研發方面已取得突破性的進展”。當討論到這里時,危師讓的手指著這句話,神情嚴肅地問到:“咱們的確在這方面取得了突破性進展嗎?具體取得了什么樣的突破,能不能詳細跟我講講?”這時他的學生才恍然大悟,為什么一向和藹可親的老先生今天會這么嚴肅,神情這么凝重,原來他是對這句話的嚴謹性和準確性存在疑問,需要核實確認。

最終,通過詳細解釋,并把最新的研究結果進行了現場演示,危師讓的神色才略微放松下來,但他仍認真地說:“任何技術上的浮夸都要不得。我們要實事求是,講真話,這份材料事關重大,決不能因為我們不恰當、不準確的提法,影響甚至誤導相關部委對具體問題的安排和決策。”

肖俊峰坦言,通過這次事件之后,導師的話深深地烙在了他的心底。此后,每一份匯報材料,每一份技術報告,肖俊峰都把它當作一種無聲的“傳聲筒”,一項技術的“試金石”,像醫生開處方一樣更加嚴謹慎重。

“不忘初心是一種堅守和執著;弘揚傳統是一種傳承和責任;耐得住寂寞是一種境界和修養;百舸爭先是一種勇氣和擔當。”這是危師讓多年來的工作感受。隨著時光的沉淀,“責任”和“擔當”,映照在危師讓身上,更折射出老一輩科技工作者的風骨。

來源: 中國電機工程學會