针对核电机组二回路水化学监测中数据异步、缺失传播及静态限值预警灵敏性不足的问题，提出一种基于运行数据的KPI重构预测与残差预警方法。所提方法通过统一时间轴构造规整样本，完成缺失值判定、插值补齐与有效样本筛选；采用“目标输出+候选输入”方式组织关键效能指标（KPI）样本，并结合候选变量压缩与带输入稀疏层的多层感知机构建重构模型；以标准化残差实现关注/报警两级预警。以某核电厂为匿名化案例进行验证，结果表明验证集决定系数为0.758，量程归一化均方根误差为4.95%，该方法能够较稳定表征目标KPI主要变化趋势，满足残差分级预警的基线构建需求，并具备接入监测平台的工程应用条件。