一种大型石油化工装置的空冷器能效评价在线监测系统及方法，是由数据采集发射部分和数据接收处理部分构成，数据采集发射部分包括无线数据发射器，分别与无线数据发射器信号输入端相连的：第一间接式壁温传感器、第二间接式壁温传感器、压力/流量传感器、第一直接式空气速度/温度传感器、第二直接式空气速度/温度传感器以及电功率测量仪器；数据接收处理部分包括：无线数据接收器，分别与无线数据接收器相连的工厂实时数据库系统和控制系统。方法包括建立实时数据库以及在线空冷器的性能计算。本发明不需要停车安装测温设备，可实现空冷器能效的在线监测，直接显示空冷器热负荷、传热系数、电机功耗及能效比的实时动态波形图。