Acredito que CLOSE_WAIT no lado do servidor da conexão significa que o servidor recebeu um FIN do cliente, terá reconhecido isso de volta ao cliente e informado ao aplicativo que pode fechar a conexão.
Cabe então ao aplicativo abandonar a conexão quando estiver satisfeito de que todos os dados foram lidos da conexão.
Uma vez que ele libera a conexão, o servidor enviará um FIN final de volta ao cliente e a conexão será totalmente fechada.
Sugere que não tem nada a ver com "TCP_tuning"
Tem certeza de que seu aplicativo está fechando os soquetes?
Quando eu escrevi um servidor python, eu aprendi isso: D
UPDATE
Dependendo da sua versão do Tomcat, você pode ter enfrentado esse problema devido a um bug introduzido no Tomcat 6 com o recurso keepAliveTimeout no protocolo AJP do Coyote.
A natureza desse problema foi causada pela falha do Tomcat em fechar os soquetes após a expiração do keepAliveTimeout. Os soquetes do Tomcat permaneceriam no estado CLOSE_WAIT, mas os soquetes mod_jk correspondentes seriam fechados normalmente.
este bug foi corrigido no SVN commit r589062 e liberado no Tomcat 6.0.15