本实用新型公开了天然气增压机串联配置系统，包括上游模块和燃机前置模块之间串联设置的第一级增压机和第二级增压机，所述第一级增压机的入口和上游模块之间设置有第一级增压机入口调节阀、出口设置有空冷式中间冷却器，所述第一级增压机并联设置有第一再循环阀，所述第一级增压机入口调节阀和第一级增压机并联设置有第一级增压机旁路阀，所述第二级增压机入口与空冷式中间冷却器之间设置有第二级增压机入口调节阀、出口连接燃机前置模块，所述第二级增压机并联设置有第二再循环阀，本实用新型充分利用了两级增压机的独立运行的特性进行增压，不增加变频器，在入口压力范围变化较大时，充分降低了各级入口压力下的增压机厂用电耗。