muuttuva

voimalaitos

Biovoimaa

vanhaan voimalaan

Yli 40 vuotta vanha Martinlaakson voimala käy ensi tammikuusta lähtien osittain biopolttoaineella. Muutostyöt ovat rakennusteknisesti äärimmäisen vaativat: vanhaa runkoa on vahvistettava uusien prosessilaitteiden massiivisuuden takia.

teksti vesa tompuri KUVAT sirpa levonperä

Vantaan Energian Martinlaakson voimala oli valmistuessaan vuonna 1975 moderni öljyllä käyvä voimalaitos, jonka käyttö­iäksi oli suunniteltu 50 vuotta. Elinkaaren alkupuolella ei ollut eikä voinut olla tietoa siitä, millaisia muutoksia voimalaan aikanaan tulisi tehdä. Kun ilmastonmuutoksen torjunta konkretisoitui numeerisiksi päästö­vähennystavoitteiksi, oli selvää, että energian­tuotantolaitosten oli ryhdyttävä muuntamaan olemassa olevia voimaloitaan biopolttoainetta hyödyntäviksi.

”Haasteena oli alusta asti kunnianhimoinen aikataulu, erityisesti luvituksen kannalta katsottuna”, kertoo Vantaan Energian projektipäällikkö Marko Lommi.

Martinlaakson biovoimalan ansiosta Vantaan Energian voimaloiden vuotuiset hiilidioksidipäästöt vähenevät noin 30 prosentilla. Mikäli hankesuunnitteluvaiheessa olevat jatkoinvestoinnit toteutuvat, päästöt vähenevät nykyisestä tasosta yli 60 prosentin verran.

Käynnissä olevalle, ensi tammikuussa valmistuvalle Martinlaakson biovoimalahankkeelle rakennuttaja on budjetoinut noin 50 miljoonaa euroa, mistä rakentamisen osuus on noin viidennes. Rakentamisen kustannuksista puolet kertyy perustuksista ja pohja­rakenteista, jotka tässä hankkeessa ovat epätavallisen vaativat.

Varovaista louhintaa

Vuoden kestoisen työmaan alun lievä yllätys oli se, että Vantaan kaupungin rakennusvalvonnan ruuhkaisuuden takia rakennusluvan myöntäminen vei oletettua enemmän aikaa.

”Lupia tarvittiin kaksi lisää, koska kattilalaitos ja polttoaineen vastaanottoalue ovat eri tonteilla. Pääsimme kuitenkin aloittamaan niin, että alkuperäinen aikataulu oli yhä realistinen”, kertoo työmaan vastaava mestari Kari Kavén.

Kavén on tässä tapauksessa Vantaan Energian rekrytoima työmaapäällikkö, joka koordinoi laajaa aliurakointi­kokonaisuutta sekä rakennuttajana että päätoteuttajana toimivan energiayhtiön lukuun. Talo on Kavénille tuttu yli kymmenen vuoden ajalta, mikä on teollisuus- ja voimalaitosrakentamisessa iso etu, jopa välttämättömyys.

Esimerkiksi käynnissä olevan energiantuotannon asettamat reunaehdot on täytynyt pitää mielessä koko työmaan ajan. Vanhan öljykattilan tilalle rakennettavaa biokattilaa varten oli louhittava viisi metriä syvä monttu aivan kattilan kannatinpilareiden viereen. Sivumitaltaan metriset pilarit vahvistettiin ennen louhintaa.

”Ei saanut aiheuttaa tärinää, koska tiukkojen tärinärajojen ylittäminen olisi aiheuttanut välittömän tuotantokatkoksen. Tätä ei saanut päästää tapahtumaan sen enempää toiminnallisuus- kuin kustannussyistäkään. Kun louhinta tehtiin hallitusti pienin panostuksin ja osittain ei-räjähtävää, niin sanottua etanamenetelmää käyttäen, tällaista riskiä ei ollut”, Kavén kertoo.

Sekä pohjarakennesuunnittelusta vastaava Seppo Rämö Insinööritoimisto Pohjatekniikka Oy:stä että betonisista ylärakenteista projektipäällikkönä vastaava Pentti Koivumaanaho Sweco Rakennetekniikka Oy:stä pitävät betonirakenteiden vahvistamista koko rakennusosuuden isoimpana suunnitteluhaasteena.

Rämö tuo esiin myös sen erikoisuuden, että polttoaineen vastaanottoalueelle rakennettavien varastosiilojen takia jouduttiin siirtämään viereiselle kaukolämpölaitokselle johtava, ilmassa kulkeva maakaasuputki ja kaapeleita. Niiden tuenta putkiarinan siirron aikana oli vaativa tehtävä.

Vaativaa terästä ja betonia

Kahdesta osiosta, kattilalaitoksesta ja polttoaineen vastaanottoalueesta koostuva hanke sisältää suurin piirtein yhtä paljon sekä korjaus- että uudisrakentamista. Voimalaitosprosessin muuttuessa osa vanhoista rakenteista on korvattava alkuperäisestä poikkeavilla rakenteilla, ja osaa vanhoista rakenteista on vahvistettava.

”Kattilalaitosrakentamisessa teräs on nykyään valtamateriaali, koska teräsrunko on optimoidusti suunniteltuna ja esivalmistettuna kustannustehokasta asentaa. Tämä korostuu tällaisissa nopean toteutusaikataulun teollisuusprojekteissa. Tässä tapauksessa 1970-luvulla rakennettu runko on paikallavalettu, jota vahvistettiin mantteloinnin ohella teräsrakentein”, perustelee Pentti Koivumaanaho.

Oman haasteensa suunnitteluun toivat Koivumaanahon mukaan uusien prosessilaitteiden vaatimat, betonisiin hoitotasoihin tehdyt läpiviennit. Myös se, ettei vanhan kattilan paino ollut tiedossa ja että vanhan betonirungon laskelmat olivat kateissa, lisäsi rakennesuunnittelun vaativuutta.

Urakoitsijoiden näkökulmasta työmaan on tehnyt vaativaksi puolestaan se, että tilaa on rakenteiden massiivisuuteen nähden hyvin vähän. Tässä kohteessa uuden voimalatornin teräsrungon valmistaa ja asentaa puolalaisyritys Bau.

”Samalla noin 600 neliömetrin alueella kanssamme on myös perustusurakoitsija ja kattilaurakoitsija”, kertoo MKL Baun työnjohtaja Tomasz Wiercioch.

Kattilarakennuksen laajennusosat nousevat lähes nykyisen kattilahallin korkeuteen. Kaikki uudet perustusten yläpuoliset rakenteet ovat terästä, ja niiden suunnittelusta vastaa WSP Finland. Vantaan rakennusvalvontavirasto katsoi osan teräsrakenteista siinä määrin vaativiksi, että teräsrakenteisen katon tarkastajaksi tuli nimetä kolmannen osapuolen suunnitelmantarkastaja. Siihen tehtävään rakennuttaja tilasi Juha Kukkosen Swecosta.

Pohjaveden vaikutus rakenteisiin?

Noin puolen kilometrin päässä, prosessin toisessa reunassa polttoaineen vastaanottokentällä on samaan aikaan rakenteilla kaksi halkaisijaltaan 26-metristä teräsbetonirakenteista siiloa. Ne tulevat palvelemaan vastaanottoalueelle tuotavan puupolttoaineen varastona. Lisäksi alueelle valmistuu vastaan­ottorakennus ja seulomo.

Varastosiilojen alta lähtee noin 400 metrin pituinen, polttoainetta kattilalaitokseen siirtävä kuljetin, jonka alkupää sijaitsee kalliotunnelissa runsaan sadan metrin matkalla. Vastaanottokentän pohjaveden pinnan taso on korkealla, joten nostevoima on täytynyt ottaa huomioon rakenteiden suunnittelussa.

”Heti projektin alussa tiedettiin, että siilorakennukset ja kuljetintunneli tulisivat olemaan vastaanottorakennusten aikataulullisesti haastavimmat työvaiheet. Kun betonirakenne­­urakoitsijan kanssa pohdittiin keinoja ajan säästämiseksi, päätettiin jättää tukiseinäpontit maahan, jolloin siilon maanvaraiset pohjalaatan osat voitiin valaa tunnelin seinien teon kanssa samanaikaisesti”, Kari Kavén kertoo.

Aluksi pohjavedenpinnan korkea taso oli arvioitu vaativaksi seikaksi, mutta pohjarakennesuunnittelija Seppo Rämön mukaan pumpattavat vesimäärät saatiin vakiintumaan ja ongelma näin ratkaistuksi varsin alkuvaiheessa työmaata.

Kaikki rakenteet työmaalla ovat mallinnetut, mistä on ollut suuri hyöty siinä, että vaativimmissakin rakenteissa valmista on tullut kerralla.

”Kerran tosin valmiit siilonseinäraudoitteet oli lähetettävä tehtaalle takaisin, koska ne oli taivutettu väärällä kaarevuussäteellä”, Kavén sanoo.

Kari Kavén on Martinlaakson voima­laitoksen biovoimala­hankkeen vastaava mestari.

Marbio 1 -voimalaitoshanke

• Rakennuttaja ja päätoteuttaja: Vantaan Energia Oy

• Kustannukset: noin 50 milj. €

• Työmaan aikataulu: tammikuu 2018–tammikuu 2019

• Rakennesuunnittelu (betonirakenteet): Sweco Rakennetekniikka Oy

• Pohjarakennesuunnittelu (teräsrakenteet): Insinööritoimisto ­Pohjatekniikka Oy

• Teräsrunko: MKL Bau (Puola)

• Kattilalaitos: Sumitomo SHI FW

• Vastaanottokentän laiteasennukset: BMH Technology Oy

• Perustus- ja betonirakenneurakka: Kreate Oy

• Savukaasupuhdistus- ja lämmöntalteenottolaitteet: Valmet Technologies Inc.

Martinlaakson biovoimala on myös vaativa teräsrakenne.
Martinlaakson biovoimala on myös vaativa teräsrakenne.
Mobiilinosturinkuljettaja Satu Houtsonen vaihtoi vöyriläisestä maanviljelijästä etelänkin työmaita kiertäväksi rakennusammattilaiseksi.
Mobiilinosturinkuljettaja Satu Houtsonen vaihtoi vöyriläisestä maanviljelijästä etelänkin työmaita kiertäväksi rakennusammattilaiseksi.
Asennustyöt oli tehtävä ahtaassa tilassa toimivan vanhan  voimalan ehdoilla.
Asennustyöt oli tehtävä ahtaassa tilassa toimivan vanhan voimalan ehdoilla.