国内北方地区虽然拥有丰富的煤炭资源,但是水资源常年处于紧缺状态,相较于传统的水冷却方式,直接空冷机组能够很大程度上节约水资源,并且建设时间大幅缩短,所以我国北方大部分地区均采用直接空冷机组。当今我国大型空冷机组冷端监测系统只在空冷岛入口的蒸汽侧以及出口的凝结水侧,设计温度与压力测点,由此只能计算整个空冷岛/列的整体换热量,无法反映各个空冷单元的换热性能特征。此外,在轴流风机的入口无温度与流量测点,无法获得自然风影响下空冷阵列风机群的入口热动力学特征。针对以上不足,本文将直接空冷凝汽器作为研究重点,除了进行单元流场重构以外,还深入探讨了温度场在线监测等,在构建相应简化模型的同时,还就其稳态特性与动态特性展开论述。动力场方面,本文使用了一种混合重构方法,它能够结合少量的传感器信息对直接空冷凝汽器入口空气流场进行迅速重建。首先是通过数值模拟软件对直接空冷单元进行模拟,获取不同边界条件设置下的空气流场数据库,并使用主成分分析法和奇异值分解提取出数据库的主要信息。然后从反问题角度,运用最小二乘法,准确快速地对空气流场分布进行了重构。这种方法结合了数值模拟信息,实现了运用少量传感器信息获取入口空气流场分布的目的。温度场方面,本文提出了一种针对空冷岛翅片管散热面的温度监测系统,来达到在线实时监测温度场的目的。文章分别从系统总体结构、系统软硬件、数据传输和监测等方面介绍了该系统。首先硬件部分介绍了各个模块的功能及组成,包括红外热像仪、总系统模块、数据处理模块等;软件部分介绍了图像分割阈值法的相关知识,并且运用双峰法对空冷单元温度场红外热像图进行了图像分割,分割出了钢架结构;最后介绍了数据传输流程和监测界面的主要功能。本文最后以东北地区某电厂直接空冷机组为对象,建立了直接空冷凝汽器简化动态模型并结合仿真对凝汽器的稳态特性、动态特性和背压稳态性能进行了研究分析,为直接空冷机组冷端优化控制及提高机组运行性能等提供了模型基础。